نوشته های مهدی صارمی‌فر

درک بشر از جهان، درحال تغییر است

مهدی صارمی‌فر — Thu, 22 Apr 2021 23:37:17 +0430

حلقه مغناطیس Muon g-2 در آزمایشگاه فرمی در شیکاگو که شواهد جدید در آن آشکار شده‌است شواهد اخیرا آشکارشده در شتابگرهای سرن، آزمایشگاه فرمی و آزمایشگاه بروک‌هاون با آنچه امروز از سازوکار جهان می‌دانیم، هم‌خوانی ندارد و این شواهد ممکن است ما را به آنچه در انتظارش هستیم، نزدیک‌تر کند: فیزیک فراتر از مدل استاندارد.مدل استاندارد ذرات بنیادی، بدون شک یک از بزرگ‌ترین دستاوردهای بشر تا به امروز است. این نظریه، توضیح می‌دهد که بنیادی‌ترین قطعات و آجرهای این ساختمان عظیم کیهان، چطور کنارهم قرار گرفته و جهان ما را می‌سازند. این نظریه پیچیده ریاضی، حاصل تلاش جمعی بسیاری از فیزیک‌دانان نظری در نیمه دوم قرن بیستم است.اگر بخواهیم قدرت ذهن بشر را به یک تمدن فرازمینی نشان دهیم قطعا یکی از نمادهای آن، مدل استاندارد ذرات بنیادی است. مثلا در لوح وویجر که برای تمدن‌های فرازمینی ساخته شده و الان در سفری کهکشانی به سمت دوردست‌های منظومه شمسی، میلیاردها کیلومتر از زمین دور شده، به پیشنهاد کارل سگن، مقدار فرکانس تابش گذار به حالت پایه اتم هیدروژن درج شده‌است. این عدد به‌تنهایی نشان می‌دهد که این موجود دوپای روی کره زمین، چطور توانسته با ذهن خود، عمیق‌ترین مکانیزم‌های عالم را درک کند. بنابراین اگر بگوییم مدل استاندارد ذرات بنیادی تا امروز «لب لباب خرد بشری» است، گزاف نگفته‌ایم.مدل استاندارد چیست و چه می گوید؟مطابق مدل استاندارد، عالم از دو نوع ذره تشکیل شده:۱. ذرات حامل نیرو (بوزون‌ها) مانند فوتون که ذرات تشکیل‌دهنده نور هستند.۲. ذرات تشکیل‌دهنده ماده (فرمیون‌ها) مانند الکترون که در مدارهای الکتریکی دستگاه‌های روزمره جاری هستند یا کوارک‌ها که هسته اتم‌ها را می‌سازند.نمایش شماتیک ذرات در مدل استاندارد ذرات بنیادی در این نظریه، برهم‌کنش ۳ نیروی بنیادی عالم (الکترومغناطیسی، هسته‌ای صعیف و هسته‌ای قوی) به همراه ماده موجود در عالم، می‌تواند تمام تاریخ ۱۳.۸ میلیارد ساله جهان ما را از چند لحظه بعداز تکینگی اولیه تا به امروز را توضیح دهد؛ از شکل‌گیری ستاره‌های اولیه تا انفجارهای ابرنواختری که اتم‌ها اصلی برای شکل‌گیری حیات روی زمین را تامین کرده‌اند.اما شواهد جدید که حاصل به‌کاربردن فناوری‌های نوین در پژوهش‌های فیزیک تجربی است، نشان می‌دهد که حالا وقت آن رسیده که فیزیک‌دانان نظری به سراغ مدل‌های جدیدتری بروند که کامل‌تر و دقیق‌تر از قبل بتواند به درک ما از سازوکار عالم کمک کند.اما شواهد جدید چیست؟اواخر مارس ۲۰۲۱، سازمان اروپایی تحقیقات هسته‌ای (سرن) اعلام کرد که شواهدی پیدا کرده که در واپاشی «کوارک زیر» (یک ذره بنیادی در مدل استاندارد) مغایرت‌هایی با پیش‌بینی مدل استاندارد را نشان می‌دهد. در شتابگر LHC در این مرکز، در سوییس، ذرات را با استفاده از نیروی الکترومعناطیسی در دایره‌ای به‌طول ۲۷ کیلومتر، شتاب می‌دهند تا به سرعتی نزدیک سرعت نور برسند. سپس این ذرات پرانرژی را در یک برخورد سربه سر به هم می‌کوبانند. انرژی ناشی از این برخورد آن‌قدر زیاد است که نقاطی از عالم را به ما نشان می‌دهد که پیش از این مشاهده آنها برای ما امکان‌پذیر نبود.نتایج واپاشی کوارک ته، در شتابگر LHC در سرن در یکی از این آزمایش‌ها، یکی از ذرات حاصل از این برخورد پرانرژی «کوارک زیر» بود. این ذره طول عمر کوتاهی دارد و بعد از زمان بسیار اندکی، به ذرات دیگری واپاشیده می‌شود. مدل استاندارد پیش‌بینی می‌کرد که در محصولات این واپاشی، به یک مقدار از الکترون و میون وجود داشته‌باشد. اما برخلاف تصور، این نتیجه حاصل نشد. مقدار الکترون خیلی بیشتر بود. این مغایرت ممکن است به‌خاطر وجود یک ذره بنیادی ناشناخته باشد یا به‌خاطر وجود یک نیروی دیگر که شناختی از آن نداریم.اما در تجربه دیگری که در ۷ آوریل ۲۰۲۱ اعلام شد، آزمایشگاه فرمی واقع در شیکاگو که دومین شتابگر دنیا (از نظر انرژی بعد از LHC) در آن مستقر است، رفتاری را در اندازه‌گیری عامل g میون مشاهده کرده که با آنچه مدل استاندارد پیش‌بینی می کند بسیار فاصله دارد.این آزمایش مدت زیادی و با دقت بسیار بالا تکرار شده و برای همین جامعه فیزیک نظری را به هیجان آورده که ممکن است اینجا شواهد جدی برای درک آنچه فیزیک جدید می‌نامیم، وجود داشته‌باشد.میون، دریچه فیزیک جدیدوزن ذره میون حدود ۲۰۰ برابر از پسر عمویش، الکترون بیشتر است. بقیه ویژگی‌های میون، عین الکترون است. میون‌ها در طبیعت از برخورد پرتوهای کیهانی با جو زمین به‌وجود می‌آیند اما در شتابگرها می‌توان مقدار زیادی از آنها را تولید کرد. میون و الکترون، یک خاصیت ذاتی آهنربایی (مغناطیسی) دارند که به آن عامل g می‌گویند. عامل g (مومان مغناطیسی) یک ذره یا یک آهنربا، کمیتی بدون بعد است که معیاری از تمایل آن به هم‌خط شدن با یک میدان مغناطیسی را نشان می‌دهد. این عدد را می‌توان با دقت فوق‌العاده بالا محاسبه کرد.تصویرسازی شماتیک از آزمایش انجام شده در آزمایشگاه فرمی در آزمایشگاه فرمی، میون‌ها را در میدان مغناطیسی به‌ گردش در می‌آورند. این ذرات در حین چرخیدن در حلقه، با ذرات زیراتمی (با طول عمر بسیار کوتاه) که در محیط قرار دارند تعامل می‌کنند. این برهم‌کنش‌ها بر مقدار عامل g تأثیر می‌گذارد و باعث می‌شود که سرعت میون‌ها هنگام چرخش، کم و زیاد شود. مدل استاندارد می‌تواند این ناهنجاری را بسیار دقیق پیش‌بینی کند. اما اگر محیط حاوی نیروها یا ذراتی ناشناخته باشد که توسط مدل استاندارد محاسبه نشده‌اند، عامل g میون تغییر می‌کند.تفاوت مشاهده شده در آزمایش آزمایشگاه فرمی با محاسبه نظری، آن قدر زیاد و آزمایش آن‌قدر دقیق بوده که حالا فیزیک‌دانان فکر می‌کنند به‌طور غیرمستقیم، چیز جدیدی را می‌بینند که قبلا از وجودش در طبیعت باخبر نبوده‌اند.این تفاوت، سال ۲۰۰۱ در آزمایشگاه ملی بروک‌هاون در نیویورک (آزمایش DOE) هم مشاهده شده‌بود و حالا آزمایشگاه فرمی آن شواهد را بسیار دقیق‌تر، تایید کرده‌است.تقاوت مقدار به‌دست آمده از آزمایش ازمایشگاه فرمی و بروک‌هاون با مقدار نظری به‌دست آمده از محاسبه با ترکیب نتایج دو آزمایش، فیزیک‌دانان تجربی به دقت بسیار بالای ۴.۲ سیگما (انحراف معیار) رسیده‌اند که هرچند هنوز از لجاظ نظری به مقداری که بتوان اسم آن را «کشف جدید» گذاشت (۵ سیگما) فاصله دارد اما احتمال اینکه نتایج ناشی از یک ذره یا نیروی جدید نباشد و تنها یک خطای آماری باشد، حدود ۱ در ۴۰هزار است.فیزیک جدید در راه است؟واقعیت این است تقریبا سه دهه است که فیزیکدانان نظری مطمئن بودند که مدل استاندارد ذرات بنیادی، با همه قابلیت‌هایی که دارد و همه نتایج درخشانی که در تاریخ داشته‌است، نظریه‌ای ناقص است. این مدل از توضیح حدود ۹۵درصد انرژی جهان عاجز است.این مقدار انرژی ناشناخته، از ۲ جز تشکیل شده‌است. اسم بخشی از آن را ماده تاریک گذاشته‌اند که عامل چسبنده اجزای کهکشان به هم است. اسم بخش دیگر آن را انرژی تاریک گذاشته‌اند که عامل شتاب تندشونده عالم است. این دو چیزهایی هستند که از ماهیت آنها هیچ اطلاع درستی نداریم.قطاع زردرنگ، آن مقدار از ماده و انرژی عالم است که با مدل استاندارد قادر به ضیح آن هستیم. برای بقیه انرژی عالم توضیحی نداریم و آن را ماده تاریک و انرژی تاریک نام گذاشته‌ایم با این‌حال بالاخره در سال‌های اخیر با پیشرفت فناوری‌های آزمایشگاهی و ساخت دستگاه‌های بسیار گران‌قمیت و کنارهم گذاشتن توان پردازش تعداد بسیار زیادی ابزار محاسبه و استفاده از ذهن صدها پژوهشگر فیزیک تجربی و محاسیاتی در کنارهم، تازه توانسته‌ایم به شواهد بسیار ناچیزی از آنچه در دهه‌ها یا حتی شاید قرن‌های بعد، بشر به‌عنوان فیزیک نظری خواهد شناخت، نزدیک شویم.برای مقایسه می‌توان به اواخر قرن نوزدهم میلادی مراجعه کرد. از وقتی نخستین شواهد مبنی بر نقص فیزیک کلاسیک در توجیه پدیده‌هایی مانند تابش جسم سیاه مشاهده شد، تا زمانی که مکانیک کوانتمی توسط شاگردان نیلز بور در دهه ۱۹۲۰ تدوین شد، حدود نیم‌قرن طول کشید. لذا شاید کشف آنچه فیزیک جدید می‌نامیم، همین حدود یا کمتر و بیشتر زمان ببرد.اما آنچه از آن مطمئن هستیم این است که تا آن زمان، با پیشرفت فناوری‌های تجربی و محاسباتی، پدیده‌های بیشتر و بیشتری مشاهده خواهند شد که با مدل استاندارد ذرات بنیادی، هم‌خوانی نخواهد داشت.

شهرهای فضایی

مهدی صارمی‌فر — Wed, 10 Jun 2020 12:13:37 +0430

مقدمات مستعمره‌سازی در بیرون سیاره زمینطراحی شهری در مریخ، قرن ۲۳ میلادیاین مطلب در شماره ۲۴۶ دوهفته‌نامه دانستنیها (نیمه دوم اردیبهشت ۱۳۹۹) منتشر شده‌است.روند پیشرفت بشر در ابعاد مختلف اجتماعی در گذشته نزدیک و سرمایه‌گذاری روی فناوری‌های فعلی و تلاش برای کشف راه‌هایی که زندگی فعلی بشر را ساده‌تر بکند، می‌تواند معیار خوبی برای پیش‌بینی آینده سطح زندگی اجتماعی انسان و تمدن بشری در آینده باشد. حداقل می‌تواند گفت در سال‌های آینده به‌خصوص تا پایان قرن ۲۱ را می‌توان تا حدودی پیش‌بینی کرد.هرچند نگاهی به پیش‌بینی‌های گذشتگان از سال‌های ابتدای قرن جاری نشان می‌دهد که بسیاری از فرصت‌هایی که فناوری اطلاعات در سی یا چهل سال گذشته به‌وجود آورده، در نیمه اول قرن بیستم (و به‌خصوص پس از پایان جنگ دوم جهانی) از دید آینده‌نگاران و آینده‌پژوهان مغفول مانده‌بود. بنابراین پیش‌بینی ما از آینده بشر هم باید به همان نسبت، ناقص و نادقیق باشد. اما آنچه می‌توانیم بگوییم این است که در آینده نزدیک (مثلا یک قرن آینده) اتفاقات عظیم در دنیای فناوری، در سه حوزه فناوری اطلاعات، فناوری زیستی و فناوری فضایی خواهد بود، مگر اینکه یک پدیده ناشناخته (Game Changer Technology) مثل نقش ارتباطات همراه (موبایل) در سال‌های ابتدایی قرن بیست‌و‌یکم، بازی را عوض کند.در اینجا می خواهیم با درنظر داشتن این محدودیت‌ها در پیش‌بینی و همچنین درنظر گرفتن این مساله اساسا اقتصادی که سفر به فضا و ایجاد اقامت‌گاه‌های فضایی و آغاز فعالیت‌های اقتصادی در فضا مثل توریسم فضایی، معدن‌کاوی سیارات و سیارک‌ها و … فرصت‌های بی‌نظیری را پیش روی بشر باز می‌کند، ببینیم بشر در زمینه فناوری فضایی، حدود یک قرن دیگر، در کجا ایستاده‌است.در سال‌های اخیر پیاپی در اخبار درباره طرح‌های جاه‌طلبانه تسخیر فضا می‌شنویم: ایجاد هتل‌های فضایی در مدار زمین، برنامه ناسا برای بازگشت دوباره به ماه (آرتمیس) و ایجاد پایگاه در مدار ماه، سفر بدون بازگشت به مريخ یا استخراج منابع معدنی کمربند سیارکی و … اما چرا باید بشر به‌حای توسعه مناطق کمتر توسعه‌یافته در زمین و استفاده از پتانسیل‌های سياره (به‌خصوص مناطق اقیانوسی و …) تلاش خود را صرف این امور کند؟جواب این سوال در طبیعت بشر نهفته است. از جهان‌گشایی‌های دوران باستان مثلا گسترش امپراتوری رم به آفریقای شمالی و فتح امپراتوری رم توسط هون‌ها تا کشف قاره آمریکا و استراليا و مستعمره‌نشین‌کردن آن توسط مرد اروپایی، همواره ماجراجویی و استخراج ثروت عظيم پشت این اكتشافات، انگیزه بیرونی و ظاهری این فعالیت‌ها بوده‌است. اما همه اینها پشت خود یک دلیل اصلی داشته‌اند: تلاش برای بقا.تسخیر فضا و فرصت‌های آسمانیسال ۱۹۶۴، اخترفیزیکدان روسی، نیکلای کارداشف که درحال تحقیق روی اختروش سی‌تی‌ای-۱۰۲ بود، پژوهشی را آغاز کرد که اولین نمونه بسیار جدی تئوریک، در زمینه اکتشاف تمدن‌های فرازمینی بود. در طول این برنامه پزوهشی در اتحاد شوروی، کارداشف، مقیاسی را ارايه داد که معیاری برای کشف تمدن‌ها و موجودات هوشمند فرازمینی شد. مقیاس کارداشف تمدن‌های هوشمند در گستره کیهان را برحسب انرژیی که مصرف می‌کنند، این‌طور طبقه‌بندی می‌کند:تمدن نوع ۱: این تمدن، بر تمام انرژی سياره خود مسلط شده و توانی معادل چهار میلیارد کیلووات را مصرف می‌کند.تمدن نوع ۲: این تمدن می‌تواند بر تمام انرژی منظومه خود مسلط شده و از انرژی ستاره مادر سياره خود به‌طور کامل استفاده کند. توانی که این تمدن مصرف می‌کند حدود چهار میلیارد میلیارد میلیون وات است.تمدن نوع ۳: این تمدن آن قدر پیشرفت کرده که توان خروجی معادل انرژی کل یک کهکشان را کنترل می‌کند، چیزی حدود چهار میلیارد میلیارد میلیارد میلیارد وات.مقیاس کارداشفالبته این تقسیم‌بندی به‌شرطی است که این تمدن در مسیر توسعه خود با عوامل نابود‌کننده‌ای از قبیل طبیعی، از انفجارات ابرنواختری نزدیک گرفته تا برخوردهای نابود‌کننده (مانند آنچه باعث نابودی دایناسورها در زمین شد) یا حتی بیماری‌های همه‌گیر یا حتی عوامل ساخت دست خود مانند جنگ‌ها، فروپاشی‌های اقتصادی، بحران جمعیت، تغییرات اقلیمی ناشی از رهاسازی گازهای گلخانه‌ای در جو برای تولید انرژی و خطرات دیگری که الان نمی‌دانیم چیست، به سلامت عبور کند.طبق مقياس کارداشف و با توجه به انرژی که سالانه در فعالیت‌های بشری مصرف می‌شود، تمدن فعلی روی زمین از نوع ۰.۷ (هفت دهم) است و هنوز ما از همه فرصت‌های سياره خود استفاده نکرده‌ایم. هرچند این روند رو به گسترش است؛ مثلا در دوران قبل از انقلاب صنعتی، جایگاه تمدن بشری در مقياس کارداشف کمتر از نیم بوده‌است.تصور بشر از شهری مریخی در قرن ۲۳ میلاریاستقرار در منظومه شمسیبه آینده نزدیک برگردیم. از زمان آغاز عصر فضا در نخستین سال‌های پس از جنگ دوم بین‌الملل (دهه ۱۳۲۰ شمسی) تاکنون، بشر توانسته به مدار زمین برود و تقريبا آنجا را برای فعالیت‌های روزمره خود، تسخیر کند. باور کنید یا نه، اگر امروز مدارهای LEO و GEO به تسخیر بشر درنیامده و اقتصادی نشده‌بود، الان شما امکان خواندن این مطلب را نداشتید.هم‌اکنون ایستگاه فضایی در ۴۰۰ کیلومتری بالای سر ما درحال چرخش است. این ایستگاه که گران‌ترین آزمایشگاه و وسیله علمی در تاریخ بشر است، در حقیقت واحه یا آبادی کوچکی در مسیر اکتشافات فضایی است. پژوهش‌هایی که ساکنین ایستگاه فضایی انجام می‌دهند به ما کمک می‌کند که بفهمیم بشر در آینده در مسیر اکتشافات فصایی با چه وضعیت‌هایی روبرو خواهد شد. بخشی از این آزمایش‌ها روی فیزیولوژی بدن انسان متمرکز است. شرایط در فضا طوریست که دوام هرنوع حیات شناخته‌شده مبتنی بر کربن را بدون محافظت سنگین، به‌خصوص دربرابر اشعه‌های فرابنفش خورشید و ذرات پرانرژی کیهانی، غیرممکن می‌کند. در این مسیر، بشر ناگزیر به تهیه غذا و اکسیژن برای دوام حیات خود است.هزینه انتقال این مواد از زمین به ایستگاه‌ها و پایگاه‌های فضایی و سیاره‌ای بسیار زیادتر از آن است که این سفرها را اقتصادی کند. این موضوع مهم‌ترین عامل برای توقف سفرهای اکتشافی به ماه در دهه ۱۹۷۰ بود. زیرا در شرایطی که یک ربات فلزی با هزینه ۱۰۰ میلیون دلار می‌تواند چندین ماه روی کره ماه پژوهش و آزمایش کند و دستاوردهای ارزشمندی داشته‌باشد، چرا باید یک ماموریت انسانی با دستاوردی ناچیز (نهایتا چند کیلوگرم خاک ماه برای تحقیق آزمایشگاهی) برای حداکثر ۷۲ ساعت، با هزینه چند میلیارد دلار انجام شود؟اما این امر همیشگی نیست. نتایج تحقیق روی مواد تشکیل‌دهنده در قمر زمین نشان می‌دهد که مقدار ایزوتوپ هلیم ۳ (اتم هلیم که ۲ پروتون و یک نوترون در هسته خود دارد) که در طول چند میلیارد سال گذشته با بادهای خورشیدی به سطح ماه رسیده و روی آن جمع شده، بسیار زیاد است. این یکی از بزرگ‌ترین گنج‌های تمام تاریخ است. ميدان مغناطیسی زمین، مانع ورود این ذرات باردار به سطح زمین می‌شود. (مطالعه بیشتر)یکی از مهم‌ترین فعالیت‌های بشری برای تولید انرژی که درحال توسعه است، استفاده از امکان گداخت هسته‌ای، واکنش‌های هسته‌ای شبیه آنچه در قلب خورشید اتفاق می‌افتد، در رآکتورهای زمینی است. هرچند رآکتور شکافت هسته‌ای (تبدیل عناصر سنگین مانند اورانیوم به عناصر سبک‌تر و استخراج انرژی گرمایی از آن) سابقه‌ای ۷۰ ساله دارد اما تلاش‌های بشر برای ایجاد رآکتور گداخت هسته‌ای هم‌اکنون وارد فاز صنعتی نشده و هنوز فعالیتی تحقیقاتی و دانشگاهی است.در پروژه ITER پژوهشگران به‌دنبال این هستند که با ترکیب یک اتم هیدروژن ۲ (دوترویم شامل یک پروتون و یک نوترون) و یک اتم هیدروژن ۳ (تریتیوم شامل یک پروتون و دو نوترون)، هلیم ۴ (به همراه یک نوترون) تولید کرده و از انرژی جنبشی عظیمی که از این واکنش هسته‌ای ایجاد می‌شود، استفاده کنند.اما هلیم ۳ که در سطح ماه وجود دارد، می‌تواند در یک واکنش گداخت هسته‌ای دیگر در کنار یک اتم دوترویوم، باعث تولید هلیم ۴ (به همراه یک پروتون) شود. انرژی که از این مسیر آزاد می‌شود، از واکنش هسته‌ای ITER بیشتر است. اما متاسفانه این هسته (هلیم ۳) روی زمین تقریبا نایاب است. راه‌اندازی یک پایگاه روی ماه برای استخراج این عنصر می تواند یکی از بحران‌های مهم پیش روی بشر، یعنی مساله تولید گازهای گل‌خانه‌ای و تغییرات اقلیمی را تقریبا حل کند. زیرا یک محموله ۲۵ تنی از این عنصر (معادل بار یک تریلی بزرگ) می‌تواند انرژی کل قاره آمریکای شمالی برای یک سال را تامین کند!Lunar Cityپس به‌نظر می‌رسد در مسیر مستعمره‌سازی در فضا، بعد از مدار زمین، ماه می‌تواند هدف جدی دوم برای ایجاد یک شهر فرازمینی باشد. بدیهیست که برای راه‌اندازی چنین معدنی، پیش از هرچیز باید یک پایگاه عظیم با تعداد زیادی پرسنل و تجهیزات در ماه مستقر شود. برنامه‌هایی شبیه برنامه آرتمیس ناسا، که تا سال ۲۰۲۴ (۱۴۰۳ شمسی) انجام می‌شود (اگر بحران کرونا برنامه ریزی را به تعویق نیاندازد) می‌تواند نقطه شروع این پروژه عظیم باشد.مريخ یا فراتر از آنگام بعدی خروج از محدوده گرانشی سیاره زمین و اکتشاف و سپس فعالیت اقتصادی فراتر از آن است. زیرا هرچند ماه حدود ۴۰۰هزار کیلومتر با زمین فاصله دارد، اما تا حدود ۱۰ میلیون کیلومتر فراتر از زمین همچنان مرز سیاره ما حساب می‌شود. پس از آن سه هدف جدی در آینده نزدیک وجود دارد:مریخقمرهای یخی سیارات مشتری و زحلاجرام کمربند سیارکی (سیارک‌ها)سیارک‌ها مجموعه‌ای از میلیون‌ها سنگ با کانی‌های ارزشمند برای تولیدات صنعتی است که از چند صد متر تا هزار کیلومتر (سیارک سرس) قطر دارند و مدار آنها بین مریخ و مشتری قرار دارد. گاهی وقت‌ها یکی از آنها به‌خاطر نزدیکی به مشتری از مدار خود خارج شده و به داخل منظومه شمسی پرتاب می‌شود.کمربند سیارکیاز میان سایر اجرام منظومه شمسی، سیاره عطارد به‌خاطر نزدیکی زياد به خورشيد از این لیست خارج می‌شود. سیاره ناهید هم جو بسیار سنگینی دارد که همراه با رعدوبرق‌های عظیم و باران‌های اسیدی ناشی از اشباع توسط گازهای گلخانه‌ای است که اساسا ایجاد پایگاه و شهر مستعمره‌نشین در آن را غیرممکن می‌کند. مشتری، زحل، اورانوس و نپتون هم سيارات گازی هستند و اصولا دسترسی به سطح آنها غیرممکن است. پس تا زمان خروج از منظومه شمسی (شاید هزاران سال دیگر) بشر باید تنها به همین سه هدف فراتر از ماه فکر کند. اما کدامیک از این سه هدف در آینده نزدیک ممکن است؟بحران انرژی در سفرهای فضاییپاسخ به این سوال که مستعمره‌نشین و شهر بعدی فضایی در کدام قسمت منظومه شمسی برپا می‌شود، به طبیعت آن منطقه بستگی دارد. در حقیقت این موضوع به پارامتری بستگی دارد که «سرعت فرار» نام دارد. وقتی یک موشک یا سفینه فضایی می‌خواهد از سطح یک سیاره یا سیارک یا قمر به پرواز دربیاید باید به سرعت فرار برسد.به صورت ریاضی و به سادگی (تمرین فیزیک دبیرستان) ثابت می‌شود که مقدار سرعت فرار، ربطی به اندازه و جرم سفینه ندارد. بلکه تنها به جرم سیاره (یا سیارک) مبدا و اندازه (قطر) آن وابسته است. سرعت فرار از سطح زمین بیشتر از ۱۱ کیلومتر بر ثانیه، از مريخ ۵ کیلومتر بر ثانیه، از ماه حدود ۲.۵ کیلومتر بر ثانیه و از سیارک سرس حدود نیم کیلومتر بر ثانیه است.طبیعیتست که برای رسیدن یک سفینه به سرعت فرار، باید انرژی مصرف کرد. برای زمین، این انرژی بسیار بسیار زیاد است. برای همین بود که ماموریت‌های آپولو متوقف شد. زیرا همان‌طور که گفتیم هزینه پرتاب آپولو از زمین و سپس بازگشت سالم فضانوردان از ماه به زمین، انرژی زیادی مصرف می‌کرد که اصلا به صرفه نبود. بیش از ۹۰ درصد هزینه پرتاب آپولو صرف انرژی لازم برای فرار از جاذبه زمین می‌‌شد.برای سایر ماموریت‌های فضایی هم این‌طور است. مثلا در پرتاب شاتل به مدار زمین و ایستگاه فضایی یا پرتاب موشک آریان برای استقرار تلسکوپ فضایی جیمز وب در مدار در سال آینده، ۸۵ درصد وزن موشک، وزن سوختی است که باید تنها در چند دقیقه اول در موتور موشک بسوزد تا آن را از جاذبه زمین خارج کرده و در چند مرحله به فضا ببرد.اگرتصاویر شاتل را هنگام پرتاب ببینید، دو بوستر سوخت جامد در کنار مخزن اصلی قرار دارند که هرکدام ۸۵ تن وزن دارند و درون‌شان ۵۰۰ تن سوخت قراردارد. مخزن اصلی شاتل (معمولا نارنجی رنگ) ۲۷ تن وزن دارد و در آن ۷۳۰ تن سوخت مایع قرار دارد. این مجموعه عظيم، شاتل ۱۱۴تنی را به فضا می‌برد که تنها توان حمل ۲۵ تن بار را در صندوق عقب خود دارد! یعنی حدود ۲۰۴۰ تن جرم باید به فضا پرتاب شود تا بتواند تنها ۲۵ تن بار (هم‌وزن بار یک تریلی ۱۸ چرخ) را منتقل کند، بازدهی حدود ۱.۲ درصد. این یعنی فاجعه! تازه این فقط وزن محموله است. بخش بسیار زیادی از هزینه هم صرف این می‌شود که اکسیژن و هیدروژن را به‌صورت مایع دربیاورد تا در مخزن، قابل حمل باشد.ارسال شاتل به فضااین نکته را هم باید اضافه کرد که در سفرهای شاتل که عموما به ایستگاه فضایی یا مدارهای نزدیک به آن (LEO) انجام می‌شد، سفینه به‌طور کامل از جاذبه زمین خارج نمی‌شد. برای رسیدن به ایستگاه فضایی، رسیدن به سرعت فرار ۷.۷ کیلومتر در ثانیه کافیست. این عددها کلید حل این معماست که شهر فضایی بعدی، در آینده نزدیک، کجا ساخته می‌شود.فرض کنید ایستگاه فضایی ISS یا ایستگاهی معادل آن در جایی نزدیک زمین (حدود ۱۰۰۰ کیلومتر بالای سر ما) قرار دارد. ماموریت‌های کوچکی از سطح زمین، پیاپی قطعاتی از یک سفینه فضایی را به مدار این ایستگاه حمل می‌کنند. این ایستگاه به همراه این قطعات و استفاده از فناوری‌های پرینت ۳بعدی، می‌تواند کارخانه مونتاژ یک سفینه عظیم باشد. چنین سفینه عظیمی، برای خروج از مدار زمین، به انرژی بسیار زیاد و نجومی نیاز ندارد. زیرا در مداری قرار دارد که سرعت فرار از آن حدود ۳ کیلومتر بر ثانیه است (نزدیک به سرعت فرار ۲.۵ کیلومتر بر ثانیه از ماه).اگر داستان برنامه آپولو ۱۱ را خوانده باشید، می‌دانید که آرمستراگ به‌خاطر مانور فرود اولیه و پیدا کردن مکان مناسب روی ماه، سوخت زیادی مصرف کرد و برای بازگشت، تنها ۲۰ ثانیه سوخت داشت. اما همان مقدار هم برای فرار از جاذبه در سطح ماه کافی بود.ایده به‌کارگیری یک ایستگاه فضایی در مدار ماه یا مریخ، هم اکنون پذیرفته‌شده‌ترین ایده برای سفر بین سیاره‌ایست. در ماموریت آرتمیس قرار است یک ایستگاه فضایی (Gateway) در مدار ماه مستقر شود. این ایستگاه در آینده نقش واسط را در سفر به ماه و تاسیس شهر در ماه (لونارسیتی) خواهد داشت.به‌این ترتيب دیگر یک سفر مستقیم از زمین به ماه یا برعکس رخ نمی‌دهد. بلکه سفرهایی جداگانه از سطح زمین یا ماه به ایستگاه فضایی در مدار هرکدام انجام می‌شود. و سفرهایی هم بین دو ایستگاه فضایی انجام می‌شود که محموله‌های بین سیاره‌ای را حمل می‌کند. قطعا مريخ هم در آینده به همین‌ترتیب فتح خواهد شد.ایستگاه فضایی ماه Gatewayسفر به سیارک‌ها از این هم آسان‌تر خواهد بود. زیرا خروج از سیارک‌ها نیاز به سرعت فرار بالا ندارد و اندکی سوخت، به سفینه این امکان را می‌دهد که به راحتی به سمت ایستگاه فضایی در مدار زمین حرکت کند. برای راه‌اندازی شهر مریخی (مارس سیتی) باید آن‌قدر تجهيزات به مرخ منتقل شود به بتوان پایگاه پرتابی در مريخ ساخت که بتواند به محموله یا سفینه سرنشین‌دار، سرعت فرار تا ۵ کیلومتر بر ثانیه (یا حداقل مقداری لازم برای رسیدن به ایستگاه فضایی در مدار مريخ) را بدهد. تا آن زمان، سفر به مريخ، سفری بی‌بازگشت است.معادن منظومه شمسیچیزی که سیارک‌ها را برای ساخت شهر فضایی جذاب‌تر از مريخ می‌کند، آسان بودن استخراج و سپس انتقال مواد معدنی به مدار زمین یا شهر فضایی نزدیک به آن است. طیف‌سنجی از عناصر سیارک‌ها نشان داده که یک سنگ یک کیلومتری در کمربند سیارکی، که اندازه بسیار کوچکی به نسبت سایر اجرام این منطقه دارد و جرمش حدود ۸ میلیارد تن است، مملو از عناصری مانند آهن، کبالت، نیکل، پلاتین، طلا، نقره، مس، تیتیانیوم و … است که ارزش آنها به پول امروز بیشتر از ۱۵ تریلیون دلار می‌شود؛ با این پول می‌شود برای یک قرن بودجه دولت ایران را به پول امروز تامین کرد! باید توجه داشت که این فقط یک سنگ بسیار کوچک و معمولی در این ناحیه منظومه شمسی است و میلیون‌ها از آن در کمربند سیارکی وجود دارد.طراحی مفهومی یک معدن سیارکیهمچنین در کمربند سیارکی، اجرامی بزرگ تر وجود دارند که مملو از یخ و حتی هیدروکربن هستند که می‌توانند سوخت لازم برای شهر سیارکی و سفرهای بین آن و ایستگاه فضایی زمین، مریخ و ماه را تامین کند. همه این مسایل ما را به این نتیجه می‌رساند که پس از ماه، احتمال مستعمره‌نشین کردن و ساختن شهرهایی در مدار سیارات یا در کمربند سیارکی، بیشتر از مریخ یا اقمار بزرگ مشتری و زحل است.معدن‌کاری در فضامعماری شهرهای آیندههرچند ایستگاه فضایی بین‌المللی نخستین تلاش برای ساختن اقامت‌گاه دائمی خارج از زمین است، اما بعید است که شهرهای مداری آینده، معماری شبیه ایستگاه فضایی داشته‌باشند. به‌خصوص وقتی این شهرها بتوانند کاملا مستقل از زمین مایحتاج روزمره خود را تامین کنند، دیگر می‌توانند میزبان حیات ساکنان خود برای یک عمر باشند. اما یکی از چیزهایی که در معماری ایستگاه فضایی لحاظ نشده و آنجا را برای اقامت طولانی‌مدت ناخوشایند می‌کند، فضای تنگ و کنترل شده و به‌خصوص نبود جاذبه است. پژوهش‌های زیادی در تاریخ فضانوردی انجام شده نشان‌دهنده اثرات حذف نیروی گرانش و بی‌وزنی طولانی‌مدت در اختلال سلامت انسان است.کارخانه‌ای در مدار زمینیکی از بهترین روش‌ها برای بازگرداندن حس وزن، استفاده از نیروی گریز از مركز است. تقريبا از همان ابتدا عصر فضا، ایده سکونت‌گاه‌های فضایی چرخان مطرح شده‌است. این سکونت‌گاه‌ها بسیار بزرگ‌تر از یک ایستگاه فضایی مانند ISS هستند و با مواد اولیه‌ای که در کمربند سیارکی وجود دارد، ساخته می‌شوند. یک چرخ یا چنبره (دونات) بزرگ با شعاع ۱۰ کیلومتر، شهری به طول ۶۳ کیلومتر (تقریبا دو برابر تهران) خواهد بود که اگر با سرعت خطی ۱۱۰ کیلومتر بر ساعت بچرخد، نیوری گریز از مرکزی ایجاد می‌کند برابر جاذبه زمین است. بنابراین ساکنان آن دیگر حس بی‌وزنی یا اختلال‌های ناشی از کاهش جاذبه را نخواهند داشت.شهر فضایی در کمربند سیارکیبا استفاده از خاکی که از سیارک‌های گلی یا ماه به این شهر فضایی منتقل می‌شود، می‌توان محیط زیست زمین را در آن شبیه سازی کرد. فناوری کشاورزی عمودی که همین الان در ساختمان‌های بلند در مرکز بعضی شهرهای بزرگ استفاده می‌شود، می‌تواند بهترین روش برای ایجاد مزارع تهیه غذای جمعیت میلیونی این شهر باشد.اکوسیستم یک شهر سیارکییکی دیگر از ایده‌های مبتنی بر چرخش، استوانه اونیل است. این شهر یک استوانه به قطر ۶ کیلومتر و ارتفاع ۳۰ کیلومتر است که هر ۱۱۰ ثانیه، یکبار دور خودش می‌چرخد. دیوارهای این استوانه سه قطاع شفاف دارند که نور خورشید را از خود عبور می‌دهند. اما درون آنها آینه‌هایی کار شده که مکانیزم‌شان طوریست که این احساس به ساکنان شهر دست می‌دهد که هر ۲۴ساعت یک بار خورشید طلوع و غروب می‌کند. به‌این‌ترتیب روز زمینی هم در آن شبیه‌سازی می‌شود. در مركز این استوانه می‌توان ابرهایی تشکیل داد که بارش باران را شبیه‌سازی می‌کنند.استوانه‌های اونیلدر مقایسه با شهر چرخی، شهر استوانه‌ای می‌تواند سطح قابل سکونت بیشتر و در نتیجه جمعیت بسیار بیشتری را میزبانی کند؛ چیزی حدود ۲۰ میلیون نفر. این شهرهای فضایی با استخراج منابع سیارکی، بسیار ثروتمند خواهند شد و تقریبا همه مایحتاج خود را تامین می‌کنند و مواد نایاب را هم از همسایگان‌شان در زمین تامین می‌کنند. شاید تا هزار سال آینده، منظومه شمسی، بیشتر کلان شهرهای روی زمین، کلان‌شهرهای مداری داشته‌باشد که بسیار ثرتمندتر و آبادتر از شهرهای زمینی هزارسال بعد باشند.اکوسیستم داخل استوانه اونیلاما همه این پیش‌بینی‌ها به شرطیست که روند رشد فناوری براساس آنچه امروز می‌بینیم باشد و یک فناوری خاص بازی را به‌هم نزند. یک فناوری برهم زننده بازی می‌تواند ابداع یک نوع جدید پیشران در آینده نزدیک باشد که با قیمت بسیار ارزان و تجهیزات سبک، بتواند جرم زیادی را به سرعت فرار برساند. دراین‌صورت مریخ محیط مناسب‌تری نسبت به کمربند سیارکی، برای ایجاد شهر فضایی خواهد بود. شاید پژوهش‌های اخیر در زمینه شناخت بیشتر ماده تاریک دریچه عظیمی دیگر به روی بشر باز کند: «نیروی پنجم». در این صورت با فناوری‌هایی که در این راستا توسعه پیدا خواهند کرد، قطعا بازی سفرهای فضایی هم تغییر خواهد کرد. تغییری که به راحتی نمی‌توان آثار آن را پیش‌بینی کرد.

در جستجوی زمان ازدست رفته

مهدی صارمی‌فر — Sun, 09 Feb 2020 16:50:27 +0330

آیا سرانجام راز بزرگ‌ترین آرزوی بشر «غلبه بر زمان و تحقق زندگی ابدی» برآورده می‌شود؟از دهه ۱۹۵۰ برخی زیست‌شناسان پیشرو، با طرح یک تئوری خودروند، پیرشدن را یک بیماری نامیدند. وقتی رادیکال‌ها (گروه‌های مولکولی یونیزه شده) الکترون‌های اطراف خود را می‌بلعند، باعث راه‌افتادن یک سری مکانیسم‌های متصل به‌هم و خطرناک می‌شوند. با گذشت زمان، سلول‌ها به سمت پیرشدن پیش می‌روند این امر این‌طور شروع می‌شود که میتوکندری (اندامکی در داخل سلول) با آزادکردن مقدار زیادی رادیکال آزاد، مانع تولید انرژی می‌شود و این به‌معنای افت سطح انرژی سلول و مرگ تدریجی آن است. سال‌ها محققان زیست‌شناسی سلولی مولکولی، از این تئوری برای توضیح پیری استفاده کرده‌اند. اما مطالعات جدیدتر درباره قسمتی از کروموزوم سلول (ناحیه تلومر) که از دهه ۱۹۸۴ با کارهای الیزابت بلک بورن، بیوشیمیست دانشگاه برکلی، به همراه دانشجوی باهوشش، کارول گریدر، آغاز شد، این احتمال را به‌وجود آورد که شاید بتوان در آینده نه‌چندان دور راز غلبه بر زمان را کشف کرد.بیل اندروز (William Henry Andrews) سرپرست یک تیم تحقیقاتی در آزمایشگاه موسسه تحقیقاتی «سیرا ساینسز» (Sierra Sciences) که خودش بنیان‌گذارش بوده، بیش از دو دهه پیاپی به همراه شاگردانش صرف تحقیق روی روند پیری سلول‌ها و امکان دخالت برای کندکردن این روند کرده‌اند. سال ۱۹۹۰ وقتی بیل اندروز رئیس گروه بیوتکنولوژی دانشکده زیست‌شناسی کلورادو بود، سرپرستی یک تیم تحقیقاتی را برعهده گرفت که مشابه‌اش تنها در چند دانشگاه جهان وجود داشت. هدف آنها دریک رقابت تنگاتنگ، یک چیز بود: کشف ژن کندکننده تولید آنزیم «تلومراز» در انسان.مرگ در اثر کهولت سنتلومر (Telomere) اسم ناحیه انتهایی کروموزوم است. در حقیقت می‌توان این‌طور فرض کرد که مارپیچ دوگانه دی‌ان‌آ در این ناحیه بسته می‌شود یا گره می خورد. انتهای مولکول دی‌ان‌آ چسبنده است و دوست دارد با مولکول‌های دیگر ترکیب شود. این خاصیت موجب به‌هم‌ریختگی ساختار دی‌ان‌آ شده و طبعا نابودکننده است. ولی با حضور تلومر که خودش دنباله‌ای کوچک از نوکلییک اسیدهاست، این چسبندگی از بین می‌رود و ساختار کدهای ژنتیکی به هم نمی‌ریزد و در امان می‌ماند. تلومر مانند سپری، کروموزم را از تخریب محافظت می‌کند.درون سلول، آنزیمی به نام تلومراز وجود دارد که یک پروتیین است که از این گره‌ها (تلومر) درست می‌کند. ساختار این آنزیم مثل بقیه آنزیم‌های بدن، روی یک ژن (قسمتی از کروموزوم) کد شده‌است. یعنی کروموزوم یک سیستم خودترمیمی دارد. هربار که موقع تولید مثل، مارپیچ دوگانه باز می‌شود، بعد از اینکه همانندسازی از کدهای ژنتیکی به انتهای مولوکول می‌رسد، آنزیم تلومراز با سنتر تلومر (ساختن گره) کار را تمام می‌کند. پس منطقی به‌نظر می‌رسد که تصور کنیم که با هربار تولیدمثل سلولی، طول ناحیه تلومر زیاد می‌شود. اما درواقع نه تنها چنین مسئله‌ای رخ نمی‌دهد بلکه حتی بالعکس، طول تلومر پیوسته کم می‌شود. یعنی با گذشت زمان و تقسیمات سلولی پیاپی، سلول‌ها توانایی تولید آنزیم تلومراز را از دست می‌دهند. بنابراین در هر تولیدمثل قسمتی از انتهای تلومر همانندسازی نمی‌شود.با هر بار تقسیم سلولی، تلومرها کوچک و کوچکتر می‌شوند و زمانی که تا حد زیادی کوچک شدند، سلول دیگر نمی‌تواند تولیدمثل کرده و از خودش یک کپی جدید بسازد و همین باعث می‌شود بافت سلولی جایگزین نشده و پیر شده و ازبین برود. به این‌ترتیب اتفاقی برای انسان می‌افتد که به «مرگ در اثر کهولت سن» معروف است. یعنی اگر ما براثر حوادثی مثل تصادفات یا بیماری خاصی نمیریم و زنده بمانیم و پیر شویم، ارگان ها و سیستم های بدن ما که به تقسیم سلولی وابسته‌اند، به تدریج فرسوده می‌شوند. سیستم ایمنی بدن پاسخ ضعیفی به حمله باکتری‌ها و ویروس‌ها می‌دهد و یک سرماخوردگی ساده می‌تواند آخرین سرماخوردگی زندگی باشد و فرد را از پای در بیاورد.راز بزرگ سرطانناحیه تلومر علاوه‌بر ارتباط با طول عمر، در یک مساله مهم و بغرنج دیگر بشری هم ظاهر می‌شود: «سرطان»! ویژگی سلول‌های سرطانی این است که می‌توانند به‌طور متوالی تقسیم شوند و پیوسته تولیدمثل کنند و همه منابع حیاتی اطراف خود را جذب کرده و صرف تولیدمثل خود کنند. برای داشتن چنین خصوصیتی، این سلول‌ها می‌توانند طول تلومر خود را حفظ کنند. به عبارت بهتر، آنها پیر نمی‌شوند بلکه پیوسته تولیدمثل کرده و همه منابع حیاتی را به‌خود اختصاص داده و بدن را دچار ضعف می‌کنند. سلول‌های سرطانی آنزیم تلومراز تولید می‌کنند. در جهان پزشکی امروز تصور می‌شود که ایجاد توانایی تولید این آنزیم توسط ویروس‌ها یا سایر عوامل جهش‌زا، در سلول‌های سوماتیک بدن، یکی از عوامل سرطانی‌شدن این سلول‌هاست.برای همین بخشی از تحقیقات برای کنترل و درمان سرطان روی این مسئله متمرکز است که با طراحی روش‌هایی که سازوکار حفظ تلومر را در سلول‌های سرطانی ازبین می‌برد، نامیرایی در سلول‌های سرطانی را متوقف کرده و سپس آنها را نابود کنند. با همه این احوال این مسیر تقریبا با دو چالش جدی مواجه است و افق روشنی برای رسیدن به درمان سرطان از این روش، در آینده نزدیک فعلا دیده نمی‌شود. اول این که آزمایش نشان‌داده روش‌های از کار انداختن تلومراز هرچند بافت سرطانی را ازبین می‌برد اما باعث به وجودآمدن سرطان‌های سیستم ایمنی (لنفوما) در موش‌ها شده‌است. ایراد دیگر این روش این است سریع عمل نمی‌کند و بایدمنتظر ماند تا عوامل کاهش طول تلومر به تدریج در تقسیم سلولی سلول‌های سرطانی و بعد از چندنسل اندازه تلومر کروموزوم‌های سلول‌های سرطانی را کاهش دهد تا آنها از تولید مثل باز بمانند.دگمه طول عمربرگردیم به مساله طول عمر. عجیب است که عمر بشر به طرز عجیبی به طول عمر تلومرها گره خورده‌است. تلومرهای یک کروموزوم در بدن من و شما، از ۱۵هزار باز (مولکول‌های سازنده کدهای ژنتیکی) زندگی را شروع می‌کند. به علت سرعت بالای تقسیم سلولی و عدم توانایی تلومراز در کنترل شکست‌های رایج در دوران جنینی، موقع تولد تنها ده‌هزار تا از این بازها باقی می ماند. یعنی ۵هزار باز در حین تشکیل جنین و در رحم مادر ازبین رفته و انسان باید باقی عمرش را با دوسوم از بازهای اولیه‌اش سپری کند. بدتر از همه این است که بعد از تولد، آنزیم تلومراز که منجی تلومرها بود، تقریبا خاموش می‌شود. با نبود تلومراز، بعد از نوجوانی، ما سالیانه حدود ۵۰ باز از تلومرهای خود را از دست می‌دهیم. وقتی تعداد بازهای تلومرهای ما به کمتر از ۵۰۰ عدد برسد، یعنی درست زمانی که ما به دوران طلایی و پرثمر زنگی خود می‌رسیم، سلول‌های بدن کم کم توانایی تقسیم را از دست می‌‌دهند. در این زمان سلول‌ها در انجام کارهای خود ناتوان شده اما درعین حال در این زمان به خوبی می‌توانند رادیکال آزاد تولید کنند که باعث آسیب سلول‌های مجاورشان و یا حتی مرگ آنها شود.چه اتفاقی می‌افتد اگر ما بتوانیم سلول‌های بدن را تحریک کنیم تا تلومراز بیشتری بسازند و به این ترتیب هر چقدر که دلشان خواست تقسیم شوند؟ البته به‌طور کنترل‌شده و نه مانند سلول‌های سرطانی! داشتن اندامی مناسب و ورزش روزانه از نظر بیل اندروز یک منطق تلومریک است و باعث حیات طولانی‌تر می‌شود: «اگر سبک زندگی‌تان بد باشد، خیلی قبل‌تر از این که تلومرهایتان کوچک شوند و حیات‌تان را به خطر بیاندازند، شما از حمله قلبی و یا سرطان خواهید مرد!» این را بیل اندروزی می گوید که هر بعداز ظهر ۳۰ کیلومتر می‌دود و آخرین رکوردش ۱۰ کیلومتر در یک ساعت است. از نظر بیل اندروز برای هرکس که به خوبی مراقب سلامت خود است، دارویی که بتواند آنزیم تلومراز را فعال کند می‌تواند زمان مرگ سلولی و متلاشی شدن ارگان‌های بدن را به تاخیر بیاندازد. با این حساب، که فردی این روزها به‌دنیا می‌آید اگر سیگار نکشد و چاق نباشد می‌تواند به راحتی تا ۱۵۰ سال هم عمر کند، یعنی ۵۰ سال بیش از سنی که امروزه می‌توان طول عمر داشت.سال ۲۰۰۹ برای کشف کارکرد تلومر و آنزیم تلومراز در دهه ۱۹۹۰ به سه دانشمند آمریکایی، خانم‌ها الیزابت بلکبرن و کرول گریدر و آقای جک ژوستاک، جایزه نوبل پزشکی دادند. یعنی این که اندروز مسابقه را باخته‌بود اما او همچنان می‌دود. وقتی سال ۲۰۰۸، لابراتوار سیرا ساینسز، دو سرمایه گذار اصلی‌اش را در پروژه «توقف زمان» از دست داد و دیگر پولی برای ادامه تحقیقات وجود نداشت، بیل اندروز به این فکر افتاد تا شرکت دارویی ایزاژنیکس به سرپرستی جان اندرسون را به عنوان سرمایه‌گذار و شریک تجاری خود انتخاب کند. از تابستان ۲۰۱۱ شرکت ایزاژنیکس در حال تولید محصولات ابداعی لابراتوار سیرا ساینسز است که با داشتن ترکیبات طبیعی و تولیدکننده تلومر، به‌عنوان داروهای ضدپیری عمل می‌کنند! به عقیده اندروز این محصول خیلی قوی نیست و هنوز با ایده‌آل‌های او فاصله زیادی دارد اما می‌تواند تا حدود زیادی سلامت و تندرستی را برای مصرف‌کنندگانش به همراه داشته‌باشد. از نظر بیل عرضه این محصولات به بازار می‌تواند شروع خوبی باشد برای جذب سرمایه گذارها و شرکت‌های دارویی بزرگتر به این پروژه چند صد میلیارد دلاری، پروژه‌ای که بیل فکر می کند با وجود گران بودن مواد اولیه شیمیایی حاوی تلومر و پروسه طولانی و هزینه‌بر تائید دارو توسط سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA)، نیاز به سرمایه‌گذارهای ابرقدرت دارد. بیل می گوید: «من می خواهم خودم، خانواده، همکارانم، دوستانم و همه مردم زمین را از شر پیرشدن خلاص کنم. این‌طوری هم هیچ‌کدام‌مان پیر نمی‌شویم و هم من پول هنگفتی به جیب می‌زنم!»سال ۲۰۱۴، ران دپینیو (Ronald A. DePinho) محقق مدرسه پزشکی دانشگاه هاروارد، مقاله‌ای را در نیچر چاپ کرد که نگاهی موشکافانه به نقش تلومرها بر روند کهولت سن داشت. دپینیو در یک روش مبتکرانه با تزریق استروژن ساختگی به یک موش آزمایشگاهی، توانست فعالیت آنزیم تلومراز را متوقف کند و با قطع این دارو مجددا این آنزیم را وادار به فعالیت کند. در ابتدا موش‌ها با قطع تولید آنزیم تلومراز، شروع به بروز علائمی کردند که ما در ۸۰ یا ۹۰ سالگی با آنها روبرو می‌شویم یعنی: پوست کاملا چروکیده، کندی حرکات روده‌ای و مغز تحلیل رفته. وقتی مجددا تولید تلومراز از سر گرفته شد، تمام بافت‌های بدن موش در عرض کمتر از یک ماه شروع کردند به جوان‌شدن و طراوت اولیه خود را باز یافتند!دپینیو می‌گوید: ما موش‌هایی را دوباره جوان کردیم که با یک تزریق ساده، پا به سن مادربزرگ هایمان گذاشته بودند. دپینیو امیدوار است با استفاده از نتایج تحقیقاتش، روند پیرشدن را متوقف و یا لااقل آهسته کند. دپینیو ادعا می‌کند که از میان ۳ عامل اصلی پیرشدن یعنی: کارکرد نادرست میتوکندری، کوتاه‌شدن تلومر و تخریب رادیکال‌های آزاد، تلومرِ کوتاه‌شده اولین مهره دومینو است که می‌افتد و بازی را به پایان می‌رساند.اگر به روشی بتوان تلومرها را نجات داد، انهدام کل سیستم لااقل به‌طور موقت به تاخیر می‌افتد. دپینیو می‌گوید که برای آنکه داروهایش از طرف سازمان غذا و داروی آمریکا تائید شود، باید سال‌ها و حتی دهه‌ها روی مدل‌های حیوانی و آزمایشگاهی کار کند. دپینیو معتقد است حتی در صورت دستیابی به نحوه عملکرد آنزیم تلومراز، باید فهمید که چگونه و چه زمانی باید آن را به‌کار انداخت. بیل اندروز اما می‌گوید: من هیچ زمان فکر نکردم که پیرنشدن یک امر محال است، بلکه همیشه فکر می کنم که این قضیه را هنوز کسی نتوانسته حل کند.چشمه حیات پیدا شده؟به عقیده بلکبرن، برنده نوبل، فعالیت بی‌رویه تلومراز خود می‌تواند باعث سرطان شود. اگرچه تلومراز به خودی خود عامل سرطان نیست ولی در خروج فعالیتش از کنترل، باعث می‌شود تا یک سلول مستعد بدخیم شدن، آنقدر تقسیم سلولی شود تا در نهایت یک سلول بدخیم را تولید کند. اما اندروز و بلک بورن هر دو فکر می‌کنند که مزایای طولانی شدن عمر توسط تلومراز به معایب افزایش ریسک سرطانش می‌ارزد. تلومراز همچنین می‌تواند مانع شکسته‌شدن کروموزوم‌ها که خود عامل ایجاد سرطان است، شود. همین طور تلومراز می‌تواند با افزایش تولید سلول‌های ایمنی، بدن را در برابر ابتلا به سرطان قوی کند. در مشهورترین مقاله او که جولای ۲۰۱۰ در مجله پزشکی آمریکامنتشر شد، آمده که ارتباط بسیار قوی بین عمر کوتاه تلومرازها و سرطان وجود دارد؛ دیده شده که در افرادی که از نرمال جامعه تلومرازهای کمتری داشتند، ریسک ابتلا به سرطان، ۳ برابر افراد عادی است و درصورت ابتلا هم، احتمال فوتشان ۱۱ برابر بیشتر از سایر مبتلایان به سرطان است.ادعای توقف زمان و پیرنشدن، که اندروز درصدد دستیابی به آن است، باعث شده تا برخی دانشمندان دیگر، او را به داشتن توهم خودبزرگ بینی و خیالاتی بودن متهم کنند. اما او بر تمام ادعاهایش پافشاری عجیبی دارد. یکی از هم مسلکان اندروز، دکتر آبری دی گری از دانشگاه کمبریج، محقق و تئوریسین طول عمری است که به طرز بی رحمانه‌ای نظرش درمورد تخیلی بودن ادعاهای بیل اندروز را رسانه‌ای کرد. او تاکید کرد که باید بین علم و داستان علمی-تخیلی فرق قائل شد!

خداحافظ ای چشم شب‌های روشن!

مهدی صارمی‌فر — Mon, 03 Feb 2020 15:58:05 +0330

تلسکوپ فضایی اسپیتزر بازنشسته شدSpitzer Space Telescope, Courtesy NASA/JPL-Caltech تلسکوپ فضایی اسپیتزر که در تابستان سال ۲۰۰۳ برای یک ماموریت دوسال و نیمه به فضا فرستاده شده‌بود، سرانجام پس از ۱۶ سال ماموریت موفق و پردستارود، هفته گذشته، در ۳۰ ژانویه ۲۰۲۰، برای همیشه خاموش شد.تلسکوپ فضایی زیرسرخ، بخشی از برنامه «رصدخانه‌های بزرگ» ناسا (Great Observatories) بود که در دهه ۱۹۸۰ برنامه‌ریزی شد و در این برنامه چهار تلسکوپ فضایی در مداری در نزدیکی زمین مستقر می‌شدند و هرکدام با تجهیزاتی که داشتند، در بخشی از طیف الکترومغناطیسی، کیهان را رصد می‌کردند.رصدخانه‌های بزرگ ناسا۱. اولین تلسکوپ این مجموعه، چهره مشهور آسمان و پردستاوردترین دستگاه آزمایشی در تاریخ علم، یعنی تلسکوپ فضایی «هابل» بود. این تلسکوپ ۱۱تنی سال ۱۹۹۰ توسط شاتل دیسکاوری در مدار حدود ۵۰۰ کیلوتری سطح زمین مستقر شد. قطر آینه این تلسکوپ ۲۴۰ سانتی متر است و طیف مرئی و فرابنفش را رصد می‌کند. هابل همچنان با موفقیت درحال انجام کار است. هرچند قرار است در آینده نزدیک با تلسکوپ فضایی جیمز وب جایگزین شود. هابل تاکنون ۱۰ میلیارد دلار هزینه داشته‌است.۲. دومین تلسکوپ این مجموعه،‌ رصدخانه «کامپتون» بود. این تلسکوپ ۱۷ تنی هم سال ۱۹۹۱ با شاتل آتلانتیس در مداری قرار گرفت که بین ۲۰۰ تا ۷۰۰ کیلومتر از سطح زمین فاصله داشت. تلسکوپ کامپتون، مامور رصد طول موج گاما بود و ۹ سال موفق را پشت سر گذاشت و سرانجام در سال ۲۰۰۰ بازنشسته شد. بعد از کامپتون، تلسکوپ سوییفت و سپس تلسکوپ فرمی، ماموریت رد رصد امواج گاما را ادامه دادند. پروژه کامپتون، ۶۱۷ میلیون دلار هزینه داشت.NASA Great Observatories۳. سومین تلسکوپ این مجموعه، تلسکوپ چاندار بود. این تلسکوپ ۵ تن وزن داشت و سال ۱۹۹۹ توسط شاتل کلمبیا در مدار قرار گرفت. مدار این تلسکوپ به دور زمین، در نزدیک‌ترین حالت، ۱۴هزار کیاومتر و در دورترین حالت، ۱۳۴هزار کیلومتر با سطح زمین فاصله داشت. قطر آینه این تلسکوپ ۱۲۰ سانتی‌متر بود و مامور رصد امواج اشعه اکس بود. چاندرا، در پاییز سال ۲۰۱۸، به دلیل ازکار افتادن ژیروسکوپ‌هایش، وارد Safe Mode شد.۴. آخرین عضو این مجموعه معظم، تلسکوپ فضایی اسپیتزر بود. این تلسکوپ، کمتر از یک تن وزن داشت و برخلاف سه تلسکوپ دیگر، مرکز مدارش نه زمین بلکه خورشید بود. این تلسکوپ، سال ۲۰۰۳ توسط موشک دلتا دو به فضا پرتاب شد و همراه و در نزدیکی زمین، به دور خورشید می‌چرخد. تفاوت دیگر اسپیتزر با بقیه این تلسکوپ‌ها این است که اسپیتزر مامور رصد امواج زیرسرخ بود؛ بقیه تلسکوپ‌ها امواج قوی‌تر از مرئی را رصد می‌کنند اما اسپیتزر امواج کم‌انرژی‌تر را. پروژه اسپیتزر ۷۲۰ میلیون‌دلار هزینه داشت.نام‌گذاریاسپیتز، مانند سه عضو دیگر این مجموعه، قرار بود با شاتل به فضا پرتاب شود. برای همین ابتدا اسمش «تجهیزات رصدخانه‌ای زیرسرخ شاتل» بود. اما در دهه ۱۹۹۰ معلوم شد که با توجه به تجهیزات و آشکارسازهای این تلسکوپ و مداری که باید در آن قرار بگیرد و همین‌طور وزن کمتر آن، موشک دلتا، گزینه بهتری برای پرتاب آن است. برای همین ابتدا لغت شاتل در اسم آن، جایش را به فضا داد. سپس اسمش به «اسپیتزر» تغییر پیدا کرد.Lyman Strong Spitzer, Jr.لایمن اسپیتزر، فیزیک‌دان نظری بود که در سال‌های پس از جنگ جهانی به‌خاطر تحقیقاتش در زمینه فیزیک پلاسما، مشهور شد و سرانجام مدار ملی علوم را در سال ۱۹۷۹ دریافت کرد. اسپیتزر یکی از اولین کسانی بود که در مقاله‌ای که توسط اتاق فکر مشهور «رند» منتشر شد، اعلام کرد که تجهیزات رصدخانه‌ای باید به فضا منتقل شده و ایده تلسکوپ‌های فضایی را توسعه داد. به‌همین خاطر سرانجا در سال ۲۰۰۰ و سه‌سال بعد از مرگش، نامش رو یکی از بزرگترین و مهم‌ترین تلسکوپ‌های فضایی تاریخ قرار گرفت.ویژگی‌های فنیتلسکوپ اسپیتزر را شرکت هوافضای بال (Ball Aerospace) ساخت. این تلسکوپ یک آینه ۸۵ سانتی‌متری دارد که از جنس برلیوم است و در دمای منفی ۲۸۶ درجه سانتی‌گراد با سیستم خنک‌کننده‌ای از جنس هلیوم مایع نگه‌داری می‌شد. شرکت بال، در فناوری‌های چند ماموریت مهم و تاریخی دیگر هم نقش داشته که معروف‌ترین‌شان، تلسکوپ کپلر (برای کشف سیارات فراخورشیدی)، فضاپیمای دیپ ایمپکت (برای بازگرداندن نمونه از کمربند سیارکی)، تلسکوپ فضایی جیمز وب و همچنین قطعاتی از هابل است.Spitzer Space Telescope, Courtesy NASA/JPL-Caltechفضاپیمایی که تلسکوپ روی آن سوار می‌شد را هم شرکت لاکهید مارتین (Lockheed Martin) ساخت. این شرکت بیشتر تجهیزات نظامی می‌سازد که مشهورترین‌شان هم جنگنده نسل پنجمی F35 است. لاکهید مارتین در کنار بویینگ، جنگنده F22 که مهم‌ترین سلاح ارتش آمریکا است را توسعه داده و در ماموریت آرتمیس (بازگشت به ماه) همکار ناسا است. ماهواره عرب‌ست را هم لاکهید مارتین ساخته‌است. این همان شرکتی است که با ترور قاسم سلیمانی، ۲درصد به ارزش سهامش افزوده شد. مریخ‌نشین اینسایت که آخرین سطح‌نشین ناسا در سیاره سرخ است را این شرکت ساخته‌است.مقایسه تصاویر دوربین‌های هابل (راست اولی و دومی) با اسپیتزرروی اسپیتزر، سه دوربین نصب شده‌بود. اولین دوربین «آرایه زیرسرخ» (IRAC) نام داشت. این دوربین توسط پژوهشگاه هاروارد-اسمیتسونیان طراحی شده بود. در طول موج‌های ۳ تا ۸ میکرون عکاسی می‌کرد و آشکارساز آن ۲۵۶ در ۲۵۶ پیکسل رزولوشن داشت.دوربین دوم طیف‌نگار زیرسرخ (IRS) نام داشت. این دستگاه را دانشگاه کرنل طراحی کرده‌بود و در طول موج‌های چند ده میکرون عمل می‌کرد. آشکارساز این دوربین هم ۱۲۸ در ۱۲۸ پیکسل، رزولوشن داشت. دوربین سوم فوتومتر چند بانده (MIPS) بود. این دوربین هم در طول موج‌های چند ده میکرون کار می‌کرد و در دانشگاه آریزونا توسعه پیدا کرده‌بود.دستاوردها و تصاویر مهم تاریخیتلسکوپ اسپیتزر در ۱۶سال گذشته کشفیات بی‌نظیری داشته و بسیاری از نقاط نادیدنی کهکشان راه شیری و کهکشان‌های نزدیک را برای بشر، آشکار کرده‌است. این تلسکوپ تمرکز زیادی بر سحابی‌هایی داشت که محل زایش ستاره‌های جوان بودند و در سال‌های آخر فعالیتش هم نقش مهمی در کشف چندین سیاره فراخورشیدی داشت.نخستین تصویر اسپیتزر برای نشان‌دادن قابلیت دوربین‌های مختلف این تلسکوپ از سحابی تنه فیل (Elephant's Trunk) گرفته‌شد. Courtesy NASA/JPL-Caltech تصویری از سحابی قیفاووسی که محل تولد ستاره‌های جوان است. Courtesy NASA/JPL-Caltech توزیع غبار در کهکشان آندرومدا. Courtesy NASA/JPL-Caltech تصویر میدان کیهانی (COSMOS field) از کنار هم قراردادن تصاویر چندین تلسکوپ مختلف به‌دست آمده‌است. نقاط قرمزرنگ اثر تلسکوپ اسپیتزر است که کهکشان‌هایی هستند که بعضا ۱۲ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند و نخستین کهکشان‌ها پس از تشکیل کیهان هستند. Courtesy NASA/JPL-Caltech سحابی مارپیجی از دید اسپیتزر. Courtesy NASA/JPL-Caltech سحابی خرچنگ که محصول یک انفجار ابرنواختری در سال ۱۰۵۴ میلادی است. Courtesy NASA/JPL-Caltech تغییر دمای محسوس دیسک اطراف ستاره FU Orionis سمت چپ سال ۲۰۰۴ و سمت راست سال ۲۰۰۶ است. Courtesy NASA/JPL-Caltech تصویر ساخته‌شده براساس داده‌های اسپیتزر از سیاره LHS 3844b که ۱/۳ برابر زمین جرم دارد و اطراف یک ستاره کوتوله قهو‌ای می‌گردد. Courtesy NASA/JPL-Caltech تصویر ساخته‌شده براساس داده‌های اسپیتزر از سیاره مشتری‌مانند KELT-9b که دمای سطح آن ۴۶۰۰ درجه است. Courtesy NASA/JPL-Caltech تصاویر ساخته شده براساس داده های اسپیتزر از منظومه TRAPPIST-1 که شامل هفت سیاره زمین‌مانند است که ۴۰ سال نوری از ما فاصله دارند. Courtesy NASA/JPL-Caltech براساس داده‌های اسپیتزر به‌نظر می‌رسد سطح یکی از سیاره‌های تصویر قبلی یعنی TRAPPIST-1f باید چنین وضعی داشته‌باشد. Courtesy NASA/JPL-Caltech سرانجام اسپیتزرتلسکوپ فضایی اسپیتزر (SST) برای دوسال و نیم کار در دمای منفی ۲۶۸ درجه سانتی‌گراد طراحی شده‌بود. اما تانک هلیم مایع آن توانست بیش از ۵ سال عمر کند و سرانجام در بهار سال ۲۰۰۹ از کار افتاد. اما پژوهشگران آزمایشگاه پیشرانه موشکی ناسا (JPL) در دانشگاه کلتک که اتاق فرمان اسپیتزر در آنجا قرار دارد، توانستند با تغییر در ساختار پروژه همچنان از دستگاه‌های تصویربرداری اسپیتزر استفاده کنند. به‌این‌ترتیب اسپیتزر وارد فاز جدیدی از ماموریت خود شد که Spitzer Warm Mission نام دارد. البته این فاز گرم، همچین هم گرم نبود و دمای تلسکوپ منفی ۲۴۳ درجه سانتی‌گراد بود. از آن زمان تا بیش از ۱۰ سال بعد، اسپیتزر توانست نقش مهمی در کشف سیارات فراخورشیدی داشته باشد. سرانجام تلسکوپ فضایی اسپیتزر در ۳۰ ژانویه ۲۰۲۰ ری‌استارت شد و در حالت Safe Mode بالا آمد و برای همیشه به خواب رفت.Spitzer Space Telescope, Courtesy NASA/JPL-Caltech

اسرار بعد چهارم؛ زمان، در گذر زمان

مهدی صارمی‌فر — Sun, 02 Feb 2020 23:48:07 +0330

تداوم حافظه - سالوادور دالی«زمان» به ظاهر پدیده عادی و معمولی است. این عادی بودن آن‌قدر بدیهی به‌نظر می‌رسد که در تمام تاریخ، تا همین ۱۰۰ سال پیش، حتی درخشان‌ترین و تیزبین‌ترین اذهان بشری، از طبیعی‌دانان و ریاضی‌دانان گرفته تا فلاسفه و الهی‌دانان، تقریبا هیچ‌کس زمانش را بابت فکرکردن درباره «زمان» تلف نکرده‌بود!هرچند الهی‌دانان و مذهبیون قدیم، معتقد بودند خداوند جهان و هرچه در او هست (غیر از انسان) را در شش روز خلق کرده، یعنی برای عالم نقطه شروع درنظر می‌گرفتند، اما هیچ‌وقت کسی این مفهوم را به‌چالش نکشید یا درک به چالش کشیدن آن را نداشت.اگر بخواهیم دقیق‌تر بگوییم، پیروان ارسطو و دو هزار سال بعد از آنها کوپرنیک، در کتابش (درباب افلاک - انقلاب کرات آسمانی) فرضیاتی درباره مطلق‌بودن زمان داشتند. همچنین لازم به ذکر است که نیوتون راجع به مطلق‌بودن فضا و زمان، شک‌هایی کرد‌بود اما او هم مانند بقیه در زمان صورت‌بندی مطالعاتش در اصول (کتاب «اصول ریاضی فلسفه طبیعی» که به اختصار Principia نامیده می‌شود) این مفاهیم را مطلق درنظر گرفته‌بود و از آن گذر کرده‌بود!فضا و زمانِ مطلق، درحقیقت به معنی وجود یک دستگاه مختصات مرجحِ مرجع است. در این دستگاه، فضا و زمان هیچ نسبتی با هم ندارند. فضا یک دستگاه مختصات ۳ بعدی است که طول و عرض و ارتفاع یک نقطه نسبت به یک مرجع را اندازه می‌گیرد و زمان هم با یک ساعت اندازه‌گیری می‌شود که صرفا به جلو می‌رود. نگاهی به نوشته‌های دانشگران پس از عصر روشنگری (از قرن شانزدهم به بعد) مانند گالیله، لایبنیتس، نیوتن، اویلر، بارکلی، گاوس، لاپلاس، ماکسول، بولتزمان، ماخ و … نشان می‌دهد که انگار آنها می‌فهمیدند که این مفهوم فضا و زمانِ مطلق، همچین چیز سر و صاحب‌داری نیست و یک جای کار می‌لنگد، اما ظاهرا آن‌قدر سرگرم پدیده‌های دیگر شده‌بودند که ترجیح می‌دانند فعلا سراغ بحثی که بیشتر فلسفی بود تا فیزیکی، نروند.چالش فضا و زمان مطلقتوجه جدی و به‌چالش کشیدن مفهوم زمان مطلق را نخستین‌بار آلبرت انیشتین آغاز کرد. نظریه نسبیت خاص، تمامی تصورات پیش‌پا افتاده و ساده‌انگارانه قبلی نسبت به زمان را برباد داد. در اواخر قرن نوزدهم، با بالارفتن دقت‌های مهندسی، دستگاه‌هایی ساخته‌شده و آزمایش‌هایی مطرح شده‌بود که نتایج آنها با دانش آن روز نمی‌خواند. جالب اینکه بعضی از فیزیک‌دانان و ریاضی‌دانان وقت، تصور می‌کردند که فیزیک، با کارهای نیوتون در زمینه حرکت و گرانش و کارهای ماکسول و دیگران در زمینه الکترومغناطیس، دیگر به انتهای خود رسیده و کار جدی دیگری برای انجام، باقی نمانده (اینجا را بخوانید). اما درست در همان زمان اتفاقاتی افتاد که از اساس، نظر بشر نسبت به جهان پیرامون خود را تغییر داد. این اتفاقات که محصول دستگاه‌های اندازه‌گیری دقیق بودند، در حقیقت برای تست نظریه‌های کلاسیک طراحی شده‌بودند.یکی از این آزمایش‌ها (مایکلسون-مورلی) برای سنجش ویژگی‌های اتر طراحی شده‌بود. آن زمان تصور می‌شد که امواج الکترومغناطیسی باید محیط حاملی داشته‌باشند و اسم آن را اتر گذاشته‌بودند. اما همه آزمایش‌ها برای سنجش ویژگی‌های اتر با نتیجه عجیبی روبرو شده‌بود؛ انگار اتر وجود نداشت. آلبرت انیشتین در مقاله‌ای مه در سال ۱۹۰۵ در سالنامه فیزیک منتشر کرد (به هرمراه ۲ مقاله دیگر که تاریخ‌ساز شد) توانست این نابهنجاری را توضیح دهد. انیشتین به توصیفی دست‌یافته‌بود که نتایج آزمایش مایکلسون-مورلی را توجیه می‌کرد اما دیگر مفهوم فضا و زمان مطلق را باید کنار گذاشت و فضا و زمان را باید در یک پیوستار ۴بعدی به اسم فضا-زمان تفسیر کرد که مقدار آنها به وضعیت و سرعت ناظر بستگی دارد.گذر زمان در نسبیتانیشتین در نسبیت خاص نشان داد که چنانچه با سرعتی نزدیک به سرعت نور سفر کنیم، زمان برای ما تقریباً متوقف خواهد شد. او همچنین در نظریه نسبیت عام هم نشان داد در نزدیکی یک جرم بسیار سنگین، بازهم زمان متوقف خواهد شد. از این عجیب‌تر آنکه فضا-زمان در درون سیاهچاله‌های چرخان آنچنان انحنا پیدا می‌کند که فضا و زمان، نقش خود را با همدیگر عوض کرده و هریک به دیگری تبدیل خواهد شد!اما این همه داستان درک ما از زمان نیست. نظریه‌های بعد از انیشتین مدعی هستند که ممکن است عالم نه یک بعد زمان بلکه دو یا چند بعد زمان داشته‌باشد. یعنی همان‌طور که فضا ۳ بعد دارد، زمان هم ممکن است ۲ بعد داشته‌باشد.ابعاد بالاترفیزیکدان‌ها پیش از این نیز با مفهوم ابعاد بالاتر سروکار داشته‌اند اما این ابعاد اضافی همواره ابعادی فضایی بوده‌اند و نه زمانی. در دهه ۱۹۲۰ دو فیزیک‌دان به‌نام‌های تئودور کالوزا و اسکار کلاین دریافتند که اگر فضا را ۴بعدی درنظر بگیرند، می‌توان یک نظریه واحد برای همه چیزی که تا آن زمان کشف شده‌بود (دو نیروی بنیادی گرانش و الکترومغناطیس) ارائه داد. این کار تا حدی شبیه آن است که از تپه مجاور میدان جنگ بالا رفته و از ارتفاع (یعنی از بُعد بالاتر)، صحنه جنگ را ببینیم. تنها در این صورت است که به ارتباط بین بخش‌های مختلف عملیات پی‌برده و می‌فهمیم که چطور نیروهای مختلف درگیر در صحنه نبرد، به صورت واحد و منسجم عمل می‌کنند.هرچند از آن زمان تاکنون دو نیروی بنیادین دیگر (یعنی نیروهای هسته‌ای قوی و ضعیف) هم به نیروهای بنیادین شناخته‌شده جهان افزوده شدند اما فیزیک‌دان‌ها هم بیکار ننشسته و تلاش خود را برای کشف نظریه‌ای که بتواند رفتار تمامی این نیروها را در قالب ریاضی واحدی تبیین کند ادامه دادند. یکی از این تلاش‌ها که در دهه ۱۹۸۰ بسیار امیدبخش می‌نمود، نظریه ریسمان است. این نظریه بیان می‌کند که ذرات بنیادی تشکیل‌دهنده عالم مثل الکترون و فوتون و کوارک‌ها و … ریسمان‌های بسیار کوچک و یک بعدی هستند. اما برای اینکه نظریه ریسمان سازگار باشد، باید جهان حداقل ۱۰ بعد فضایی و یک بعد زمان داشته‌باشد.چالش‌های زمان ۲بعدیمعمولا ایده‌هایی که در آنها چند بعد زمانی وجود دارند، توسط فیزیک‌دان‌ها جدی گرفته نمی‌شوند. این مساله دو دلیل عمده دارد. یکی اینکه بعد زمانی اضافه منجر به رویدادهایی با احتمال وقوع منفی خواهد شد و چنین چیزی اساساً بی‌معنی است. و دوم اینکه در زمان ۲بعدی، امکان سفر در زمان مهیا خواهد شد. چنین امکانی، وقوع بسیاری از پدیده‌های غیرممکن و نامعقول را ممکن خواهد کرد. یکی از این پدیده‌های نامعقول «پارادکس پدربزرگ» نامیده می‌شود که براساس آن، شخص با سفر درزمان، به گذشته رفته و از ازدواج پدربزرگ و مادربزرگ خود و در نتیجه متولدشدن خود جلوگیری می‌کند!با اینحال فیزیک‌دان‌های جسور هراسی از طرح ایده‌های جدید ندارند. یکی از این افراد، کامران وفا، ریسمان‌کار دانشگاه هاروارد است. وفا در دهه گذشته، نشان داد که با افزودن یک بعد زمانی جدید به نظریه ریسمان، بسیاری از مسایل حل نشده، ممکن است به خوبی حل شود! اما طبعا این نظریه پیامدها و چالش‌های فلسفی عمیقی را نیز دارد.بعضی از فیزیکدان‌ها برای رهایی از این چالش‌ها این فرض را مطرح کرده‌اند که شاید این بعد زمانی جدید، صرفا یک مفهوم ریاضی باشد و نه یک مفهوم فیزیکی اما وفا چنین فرضی را قبول ندارد. او در این مورد به مثال کوارک‌ها اشاره می‌کند. تا چند دهه قبل، کوارک‌ها صرفاً یک سازوکار ریاضی برای تبیین رفتار ذراتی نظیر پروتون‌ها بودند. اما امروزه می‌دانیم که کوارک‌ها وجود دارند و نظریه‌هایی در دست داریم که نشان می‌دهد که چرا کوارک‌ها به تنهایی قابل مشاده نیستند. ممکن است مشابه چنین سرنوشتی در انتظار بعد زمانی جدید باشد.زمان اضافی کجاست؟اما اگر این بعد زمانی اضافی واقعاً وجود داشته باشد پس چرا تاکنون متوجه حضور آن نشده‌ایم؟ یک احتمال آن است که این بعد زمانی نیز مانند هفت بعد مکانی ناپیدای دیگر، آنچنان در خود پیچیده باشد که به چشم ما نمی‌آید. اگر چنین باشد، تنها راه برای بازکردن این بعد زمانی درهم‌پیچیده، متمرکز کردن مقدار عظیمی از انرژی در حجمی بسیار کوچک خواهد بود، کاری که در صورت موفقیت‌آمیز بودن، نتایج شگرفی در پی خواهد داشت.اگر بتوان این بعد زمانی اضافی را از هم باز کرد، در آن صورت اشیا دیگر آن‌گونه که اکنون تصور می‌کنیم در زمان حرکت نخواهند کرد. برای فهم بهتر این مسأله به این نکته توجه داشته‌باشید که در بعد مکان می‌توان تواماً به جلو و عقب، بالا و پایین و چپ و راست حرکت کرد و این درحالیست که در حالت معمول در بعد زمان تنها می‌توان به سوی آینده حرکت کرد. اما چنانچه بیش از یک بعد زمانی وجود داشته باشد در آن صورت حتی می‌توان در درون یک لحظه نیز به مسافرتی ابدی پرداخت، سفری در امتداد عمود بر جهت سیر زمان! بدین ترتیب اگر چنانچه از وقوع رویدادی ناگوار در آینده باخبر شدیم می‌توان با حرکت در درون یک لحظه (به‌جای حرکت در امتداد لحظه‌ها و در جهت سیر زمان)، از مواجه شدن با واقعه مزبور اجتناب کرد.البته باید گفت که تمرکز انرژی آنچنان عظیمی که بتواند این بعد زمانی اضافی و درهم‌پیچیده را از هم باز کند کاری فوق‌العاده دشوار خواهد بود. به همین دلیل هم برخی فیزیکدان‌ها معتقدند که تنها نقاطی در جهان ما که امکان ظهور آثار این بعد اضافی در آنجاها وجود دارد، قلب سیاهچاله‌ها هستند.

سردترین مسابقه دنیا

مهدی صارمی‌فر — Sat, 18 Jan 2020 23:15:01 +0330

صحنه خردشدن و شکستن گل سرخی که چند ثانیه درون نیتروژن مایع قرار گرفتهاواخر قرن هجدهم، در سال‌های منتهی به انقلاب کبیر فرانسه،‌ آنتوان لاوازیه، مشهور به پدر علم شیمی که بعدها اعدام انقلابی شد، در یادداشتی نوشت: «اگر زمین به منطقه بسیار سردی مثلا جایی نزدیک مدار مشتری منتقل شود، آنگاه آب رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها به کوه‌های یخ تبدیل می‌شود. هوا به صورت گاز نامرئی باقی نمی‌ماند بلکه به حالت مایع درمی‌آید. در این دما مایعات جدیدی به وجود می‌آید که ما چیزی درباره آنها نمی‌دانیم.» صد سال از این سخنان پیامبرانه گذشته بود، اما هنوز خبری از این «مایعات جدید» نبود. همه تلاش‌های شیمی‌دانان و فیزیک‌دانان تجربی به بن‌بست خورده‌بود. در چنین شرایطی در آستانه کریسمس سال ۱۸۷۷، جمع زیادی از پژوهشگران فرانسوی در محل آکادمی علوم پاریس، دور هم جمع شده‌بودند تا سخنرانی مهمی را از زبان مهندس معدنی از اهالی شایتون فرانسه بشنوند…در قرن نوزدهم میلادی مسابقه بزرگی بین فیزیک‌دانان و شیمی‌دانان بزرگ عصر درگرفته بود؛ مسابقه‌ای برای رسیدن به مایعات جدید با سردکردن گازهای گوناگون. در این بین هرکس که به روش بهتری برای رسیدن به دماهای پایین‌تر دست می‌یافت، می‌توانست گازهای بیشتری را به مایع تبدیل کند.نخستین قهرمان این مسابقه کایته (Louis Paul Cailletet) بود؛ مهندس معدن فرانسوی. او دستگاهی برای میعان گازها تحت فشار ابداع کرده‌بود و برای اولین گام سراغ استیلن رفت. استیلن را تحت فشار ۶۰ اتمسفر (۶۰ برابر فشار جو در سطح دریا) قرار داد. اما قبل از رسیدن به این فشار، مخزن اصلی که گاز در آن تحت فشار بود، سوراخ شد و گاز خارج شد. کایته که درحال نگاه کردن به لوله شیشه‌ای حاوی استیلن بود، پیش از سوراخ شدن مخزن متوجه مه رقیق شد. آزمایش را دوباره تکرار کرد و از میعان استیلن مطمئن شد. وقتی خاطرش از روش ابداعیش برای میعان گازها تحت فشار جمع شد، سراغ مساله اصلی رفت: «میعان اکسیژن». کایته با این روش توانست در منفی ۲۹ درجه سانتی‌گراد و با فشار ۳۰۰ اتمسفر، اکسیژن مایع به دست آورد.دستگاه کایته برای میعان اکسیژندر آن روزهای پایانی سال ۱۸۷۷ در محل آکادمی علوم پاریس، درحالی که کایته در اجتماع دانشمندان بزرگ فرانسوی در حال شرح روش و دستاورد خود بود، تلگرافی به دست دبیر جلسه رسید. دبیر آکادمی پس از پایان سخنرانی کایته بالا رفت و متن تلگراف یک فیزیک‌دان سوئیسی را قرائت کرد:«امروز اکسیژن در فشار ۳۲۰ اتمسفر و دمای منفی ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد، به حالت مایع درآمد.»امضا: رائول پیکته (Raoul-Pierre Pictet)حالا، مسابقه برای رسیدن به پیش‌بینی لاوازیه، شروع شده‌بود. روش پیکته با روش کایته متفاوت بود. پیکته از چندین چرخه پیاپی (پلکانی) استفاده کرده‌بود تا دما را به منفی ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد برساند. اما هدف کایته و بسیاری دیگر از مهندسان در آن زمان ساخت دستگاهی بود که بتواند به‌طور مستقیم دما را کاهش دهد. کاربرد اصلی چنین دستگاهی در کشتی‌هایی بود که باید گوشت منجمد را از استرالیا به اروپا منتقل می‌کردند تا خوراک جمعیت روزافزون آن زمان اروپا را تامین کنند. تنها یک هفته بعد از نمایش جالب میعان اکسیژن در آکادمی علوم فرانسه، کایته در زمان تعطیلات سال نو، اعلام کرد که نیتروژن را مایع کرده‌است. به این ترتیب هوا که ترکیب نیتروژن و اکسیژن است، به حالت مایع درآمده‌بود.آزمایشگاه میعان پیکتهآزمایش‌های کایته تاثیر زیادی روی یک دانشمند لهستانی با نام زیگموند ربلوسکی (Zygmunt Florenty Wróblewski) گذاشت. در آن زمان دانشگاه قدیمی یاجیلونین در شهر کراکو به خاندان هابسبورگ تعلق داشت. به این ترتیب اصل و نسب آلمانی ربلوسکی، صرف نظر از نام لهستانیش، تاثیر زیادی بر عضویت او در هیات علمی این دانشگاه داشت. او به محض پایان یافتن تحصیلاتش برای تدریس به این دانشگاه آمد و در دانشکده شیمی به کسی برخورد کرد که او نیز مانند خودش در دهه سوم عمرش بود. این شخص الشوسکی (Karol Olszewski) نام داشت و به میعان گازها علاقه‌مند بود، اما تجهیزاتش بسیار ناقص و قدیمی بودند.ربلوسکی دست به کار شد و پیشرفته‌ترین دستگاه‌ها را به موسسه مشهور ابزارسازی دوکرته در پاریس سفارش داد. در ۱۸۸۳ با استفاده از روش کایته، اکسیژن مایع به آرامی در داخل دستگاه آنها می‌جوشید. آنها با اصلاح تجهیزات کایته اکسیژن مایع را به حالت پایدار درآورده بودند.اشیا باقی‌مانده از آزمایشگاه ربلوسکیهمکاری ربلوسکی و الشوسکی ۶ ماه بیشتر طول نکشید. هرچند مقاله چاپ شده در «سالنامه فیزیک و شیمی» به نام هر دو آنها است، اما آنها دچار اختلاف شدند. ربلوسکی دوباره به دانشکده فیزیک برگشت و الشوسکی هم به کارهایش در دانشکده شیمی ادامه داد. درحالی که هر دو به یک موضوع یعنی «میعان گازها» علاقه‌مند بودند، اما مثل دو قطب آهنربا از هم دوری می‌کردند.تمبر قدیمی لهستانی ربلوسکی (چپ) و الشوسکی (راست)پنج سال بعد، در یکی از شب‌هایی که ربلوسکی تا دیروقت درحال کار در آزمایشگاه بود، چراغ نفتی روی میزش واژگون شد و شراره‌های آتش، او را در کام خود کشید. امروزه یادداشت‌های نیمه سوخته او در تالار قدیمی دانشگاه یاجیلونین در معرض دید همگان است. در محلی نه چندان دورتر در همان تالار، یادداشت‌های طلبه بلندآوازه‌ای قرار دارد که چهارصد سال پیش از او در این مکان می‌زیست؛ نیکولاس کوپرنیکوس.به این ترتیب، در سال‌هایی که به قول لاپلاس، دیگر چیز بنیادی برای کشف‌کردن باقی نمانده‌بود و باید کرکره فیزیک نظری را پایین می‌کشیدند (اینجا را بخوانید) مسابقه برسر تولید «مایعات جدید» تبدیل به یک رقابت جدی در سراسر اروپا شد و دانشگاه‌ها و دانشکده‌های شیمی و فیزیک و مهندسی بر سر کسب چنین عناوینی رقابت می‌کردند.بین سال‌های ۱۸۹۲ تا ۱۸۹۴ کامرلینگ اونز (Heike Kamerlingh Onnes) فیزیکدان تجربی بزرگ هلندی، با استفاده از چرخه‌های پیاپی سرماسازی، متیل کلراید، اتیلن و اکسیژن را در فشارهای مختلف، به حالت مایع درآورد. تاسیسات او در دانشگاه لیدن، برجسته‌ترین نمونه دستگاه‌های سرماسازی دنیا در آن زمان بودند که تا سال ۱۹۲۶ هم به کار ادامه دادند. از این زمان (اوایل دهه ۱۸۹۰) تا اواسط دهه ۱۹۳۰، این آزمایشگاه مشهورترین پژوهشگاه دنیا در زمینه فیزیک دماهای کم بود که سرانجام یک نوبل هم به‌خاطر کارهای اونز در کشف پدیده ابررسانایی دریافت کرد.آزمایشگاه اونز در دانشگاه لیدن. از راست: کامرلینگ اونز، نیلز بور، هنریکس لورنتس، پل ارنفستدر واپسین سال‌های قرن نوزدهم، دو هدف جدی سر راه سرماسازان قرار داشت. گام اول «میعان هیدروژن» بود. اونز پس از میعان این گازها به سراغ هیدروژن رفت. پیش‌از این، کایته، پیکته، ربلوسکی و الشوسکی هر کدام جداگانه ادعا کرده‌بودند که هیدروژن را مایع کرده‌اند اما ثابت شده‌بود که همگی اشتباه کرده‌اند.به موازات پیشرفت‌های آزمایشگاهی، پژوهش‌های نظری درباره گازها و مایعات درحال پیشرفت بود. نتایج کارهای دانشمند نظریه پرداز هلندی، یوهانس واندروالس (Johannes Diderik van der Waals) در سال ۱۸۷۲ در ۳۵ سالگی، در زمینه پیوندهای بین مولکولی منتشر شده‌بود که دستاوردهای تجربی اخیر، آنها را تائید می‌کرد. ماکسول در توصیف واندروالس جوان در مجله نیچر در سال ۱۸۷۳ چیزی به این مضمون نوشت: «زود باشد که این واندروالس، آتش در خرمن سوختگان علوم مولکولی زند!» طبق این نظریه او، دمای میعان هیدروژن باید ۳۰ کلوین (منفی ۲۰۷ درجه سانتی‌گراد) می‌بود درحالی که کمترین دمای قابل دسترسی در آن زمان ۵۵ کلوین (منفی ۱۸۲ درجه سانتی گراد) بود.سال ۱۸۹۵ هامپسون (William Hampson) از انگلیس و لینده (Carl von Linde) از آلمان، جداگانه ولی همزمان به روش جدیدی برای میعان گازها رسیدند. سیستم طراحی‌شده توسط آنها ساده بود و با استفاده از چند چرخه پیاپی به دماهای پایین دسترسی پیدا می‌کردند. این سیستم تبدیل به استاندارد سرماسازی شد.ماشین هامپسون-لینده در اوایل سپتامبر ۱۸۹۴ تایمز چاپ لندن مقاله‌ای از سر جیمز دوار (Sir James Dewar) استاد دانشگاه کمبریج چاپ کرد با موضوع «میعان هیدروژن». دوار که مشهورترین کارش اختراع فلاسک (برای حفظ دمای مایعات) است، آن زمان ۵۲ سال داشت. دوار حالا به جمع شرکت‌کنندکان مسابقه سرماسازی پیوسته بود.اولین فلاسک ساخته‌شده توسط سر جیمز دوارمردی کوتاه قامت با استعداد فوق العاده، با مهارت تجربی بالا و خلق‌وخوی هنرمندانه، اینها ویژگی‌های شوالیه دانشمند بریتانیای کبیر، پروفسور سر جیمز دوار بود. او هفتمین پسر یک مهمان‌خانه‌دار اسکاتلندی بود که مهارت در کارهای دستی و تجربی را به خاطر کار در دوران نوجوانی پیش یک نجار ویولن ساز کسب کرده‌بود. دوار فارغ‌التحصیل دانشگاه ادینبورو در رشته شیمی و عضو برجسته انستیتو پادشاهی بریتانیای کبیر بود. او اولین کسی بود که اکسیژن را در انگلستان مایع کرده‌بود و به‌طور مداوم پیگیر پیشرفت‌های فیزیک دمای سرد در اروپا بود. به خاطر کارهای او واژه‌ای جدید به واژگان علمی اضافه شد، که کریوستات (از منشاء یونانی Cryos= سرد) که برای فلاسک نگهداری مایع در دمای پایین و کریوژنیک برای هنر تولید سرما به‌کار می‌رود.ایده دوار مخلوط کردن ۸۰ درصد حجمی هیدروژن با ۲۰ درصد حجمی نیتروژن بود تا بتواند دمای میعان هیدروژن را بالا بیاورد و به حد توانایی دستگاه‌ها برساند. مقاله تایمز با این جملات آغاز می شود: «سرجیمز از اعلام اینکه هیدروژن مایع را در فلاسک خلاء خود به‌طور پایدار تولید کرده، پرهیز می‌کند و اظهارنظر قطعی در این خصوص که جز هیدروژن مایع چه چیز دیگری می‌تواند در فلاسک باشد، نامیسر است.»در شماره فوریه ۱۸۹۵، مجله «فیلوسوفیکال مگزین» مقاله‌ای از الشوسکی در ۲۵ صفحه چاپ کرد که تمام کارهای انجام شده توسط او به زبان انگلیسی گردآوری شده‌بود. او در مقدمه این مقاله آورده بود: «به دو علت ترجمه انگلیسی کارهایم را در اختیار خوانندگان می‌گذارم: اول آنکه کارهایم در نشریات متعدد و به زبان‌های گوناگون ترجمه شده بنابراین خواننده انگلیسی زبان ممکن است نتواند به همه آنها دسترسی داشته‌باشد و دوم اینکه مدتی است که شخصی به اسم «دوار» کارهایم را بدون ذکری از نام من تکرار کرده‌است!»می‌توان گفت که دلایل الشوسکی مخصوصا دلیل دوم تا حدودی غیرعقلانی و ناعادلانه است. چون مدارک ثبت‌شده نشان می‌دهد که دوار در بعضی از کارها جلوتر از الشوسکی بوده و غیرعقلانی چون الشوسکی زبان زهرآگین دانشمند اسکاتلندی را دست کم گرفته‌بود. اولا دوار در مقاله سال ۱۸۸۶ خود در مورد شهاب‌سنگ‌ها به‌طور مبسوط به کارهای الشوسکی پرداخته بود. اما نکته دوم و جالب‌تر نامه جوابیه دوار بود: «شخصا از دیدن چاپ انگلیسی مقالات پروفسور الشوسکی خوشحال شدم. با اعتمادی که به ویراستاران فیلوسوفیکال مگزین دارم خواستار چاپ مجدد مقالات پروفسور ربلوسکی هستم تا دعاوی پروفسور الشوسکی در مورد پیشکسوتی، مورد قضاوت جامعه علمی قرار گیرد.» دوار ضربه را به‌جای حساس وارد کرده بود!دوار بالاخره توانست در ماه مه ۱۸۹۸، ۲۰ سی‌سی هیدروژن مایع تولید کند. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌داد که چگالی ماده مایع‌شده با چگالی مورد انتظار هیدروژن کاملا هم‌خوانی دارد. دوار می‌خواست بداند که دمایی که به آن رسیده چقدر است. اما دماسنج الکتریکی (ترموکوپل) که روی دستگاه سوار بود، عدد مضحکی را نشان می‌داد و ظاهرا از کار افتاده‌بود. به‌نظر می‌رسد که دوار به مرز جدیدی از قوانین طبیعت رسیده بود که از آنها سر در نمی‌آورد، نزدیکی به صفر مطلق و ابررسانایی!ترموکوپل دمای ۳۵ درجه کلوین (منفی ۲۰۲ درجه سانتی‌گراد) را نشان می‌داد. درحالی که از نظریه عدد کمتری برای دمای میعان گاز هیدروژن به دست می‌آمد. بالاخره دوار کلافه شد و به سراغ دماسنج‌های گازی رفت. او با استفاده از دماسنج هیدروژن رقیق، عدد ۲۰ کلوین (منفی ۲۱۷ درجه سانتی‌گراد) را استخراج کرد. دوار سال‌های بعد به بهینه‌کردن دستگاهش پرداخت و توانست تا منفی ۲۲۵ درجه سانتی‌گراد پایین بیاید. او در آن زمان توانست هیدروژن را به حالت جامد هم دربیاورد. حالا آخرین پله و آخرین گاز مایع‌نشده باقی مانده‌بود: «گاز نجیب هلیوم».جلسه ارايه سر جیمز دوار از تولید هیدروژن مایع در انستیتو پادشاهی (برای مشاهده نام برخی از بزرگان حاضر در تصویر به منابع مراجعه کنید.)هلیوم سال ۱۸۷۱ کشف شد. لرد کلوین (William Thomson, 1st Baron Kelvin) با جمع‌بندی کارهای کیرشهوف، بونسن، یانسن، فرانک و لاک‌یر در زمینه طیف‌سنجی گاز رقیقی که در تاج خورشید پیدا شده‌بود، در انجمن پادشاهی کشف هلیوم را اعلام کرد. حالا چهار نفر در راند آخر مسابقه سرد برای میعان هلیوم باقی‌مانده‌بودند: رمزی از انگلستان، سرجیمز دوار، الشوسکی و کامرلینگ اونز. آنها با روش‌های مختلف تا دمای ۹ کلوین (منفی ۲۲۸ درجه سانتی گراد) رسیده‌بودند اما هلیوم همچنان به صورت گاز باقی مانده‌بود. کارهای نظری عددی بین ۵ کلوین تا ۶ کلوین را نشان می‌داد. به‌نظر می‌رسید که با دستگاه‌های فعلی که همگی از ایده کایته استفاده می‌کردند، رسیدن به این دما عملا غیرممکن باشد.ده سال طاقت‌فرسا از زمان میعان هیدروژن می‌گذشت و هیچ نتیجه‌ای حاصل نشده‌بود. در ژوییه ۱۹۰۸ دوار مقاله‌ای با عنوان «نقطه حضیض دما» منتشر کرد و دشواری‌ها و رنج و عذاب‌هایی را که در این راه پیش رو داشت را مفصلا تشریح کرد و در پایان گفت که با داشتن ۱۰۰ تا ۲۰۰ لیتر هلیوم گازی خالص، خواهد توانست هلیوم مایع تولید کند. اما در زیر آن مقاله در پانوشت سردبیر، این جمله ذکر شده‌بود: «پروفسور کامرلینگ اونز در تاریخ ۹ جولای ۱۹۰۸ هلیوم را مایع کرد.» این جمله داغ‌ترین مسابقه سرد تاریخ علم بشری را پایان داد؛ برنده کامرلینگ اونز از دانشگاه لیدن هلند.سکانس پایانی نمایش در دانشگاه لیدن می‌گذرد. دانشمندی که در ۲۹ سالگی در سال ۱۸۸۲، کرسی استادی این دانشگاه را به‌دست آورده‌بود، نجیب‌زاده‌ای از خاندان اونز در خرونینگن در شمال هلند بود. کارهای او از زمان شروع مسابقه سردسازی و مایع‌سازی گازها تا پایان نشان می‌دهد که تلاش‌های عظیم او در مقایسه با دیگران به دویدن لاکپشتی می‌ماند که سرانجام مسابقه را از خرگوش‌ها برده‌بود. او در نخستین گام، آزمایشگاه‌هایش را با تربیت نیروهای متخصص در زمینه‌های مختلف فعال کرد. برنامه‌ریزی پژوهش علمی او، نشانگر وجود یک سیاستمدار زیرک در راس آزمایشگاه بود.خانه کامرلینگ اونز، سال ۱۹۲۰، از راست به چپ: پیر ویس، کامرلینگ اونز، پل لانژوین، پل ارنفست، آلبرت انیشتینحمله نهایی از نهم ژوییه آغاز شد. ۷۵ لیتر هوای مایع با تولید ۲۰ لیتر هیدروژن مایع در ساعت ۵:۴۵ صبح ۱۰ ژوییه وارد مرحله بعدی شد. ساعت ۱:۳۰ ظهر چرخه مایع‌سازی هلیوم آغاز شد. کار بسیار حساس بود و کمترین اشکالی منجر به ازبین رفتن آزمایش می‌شد. ساعت ۴:۲۰ بعدازظهر، چرخش گاز هلیوم در دستگاه آغاز شد. دماسنج مدت زیادی حرکت خاصی از خود نشان نداد و سپس ناگهان افت کرد اما در ساعت ۷:۳۰ دقیقه بعدازظهر دماسنج متوقف شد. درحالی که آخرین قطرات هیدروژن مایع که در فرآیند سرماسازی هلیم به‌کار می‌رفتند درحال تمام‌شدن بودند. سروصدای این آزمایش در تمام دانشگاه لیدن پیچیده بود. کلاس‌ها تمام شده‌بود و اکثر استادان و دانشجویان پشت درهای آزمایشگاه اونز منتظر نتیجه بودند. درحالی که در آخرین دقایق دیگر امیدی به میعان هلیوم نبود پروفسور شرایند ماکرز گفت شاید عدم تغییر عقربه دماسنج به خاطر غوطه‌ورشدن آن در مایع جوشان باشد. با این کار از زیر دستگاه مرکزی نوری داخل ظرف تاباندند و با کمال تعجب، ناگهان سطح مایع به‌وضوح آشکار شد. ظرف اصلی مملو از هلیوم مایع بود. کامرلینگ اونز مسابقه را برد و آخرین گاز طبیعی را هم به حالت مایع درآورد.منابع:https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsnr.2013.0047https://www.greatpoles.pl/index.php/historical-poles/47-zygmunt-wroblewskihttps://codepen.io/roemba/pen/VeRRNEhttps://www.thechemicalengineer.com/features/cewctw-carl-von-linde-and-william-hampson-cool-inventions/https://www.rigb.org/our-history/iconic-images/dewar-lecture (تصویر انستیتو پادشاهی)https://www.lorentz.leidenuniv.nl/history/cold/cold.htmlکتاب‌ها:دما، ی. آ. اسمورودینسکی، ترجمه: لطیف کاشیگر، انجمن فیزیک ایران، ۱۳۷۲صفر مطلق (سرگذشت فیزیک دماهای کم)، کورت مندلسون، ترجمه: مرتضی قریب، انجمن فیزیک ایران، ۱۳۷۱

منطقه ۵۱، ترمینال آدم فضایی‌ها یا مرکز تست یوفوها؟

مهدی صارمی‌فر — Thu, 16 Jan 2020 15:59:03 +0330

نمای پایانی فیلم «برخورد نزدیك از نوع سوم» به كارگردانی استیون اسپیلبرگ، محل ارتباط فضایی‌ها با انسان‌ها در منطقه ۵۱ تابستان امسال (ژوییه ۲۰۱۹) کمپینی در فیس‌بوک به راه افتاد که از مردم تقاضا می‌کرد روز ۲۰ سپتامبر (۲۹ شهریور ۱۳۹۸) در محل ورودی منطقه ۵۱ جمع شوند و از آنجا وارد این منطقه فوق سری شوند (Storm Area 51). در مقابل، نیروی هوایی ایالات متحده از مردم خواست که «بی‌خودی شلوغش نکنند! اینجا پادگانی برای آموزش پرسنل نیروی هوایی است و آنها از تجهیزات خود دفاع می‌کنند و بهتر است به آن نزدیک نشوید». درحالی که این کمپین را ۲میلیون نفر در فیس‌بوک دنبال می‌کردند، ۱/۵میلیون نفر هم گفتند که به این کار علاقه‌مند هستند، اما در روز قرار حدود ۲هزار نفر به یک فستیوال روستایی در نزدیکی منطقه ۵۱ رفتند و از آن جمع ۱۵۰ نفر به سمت ورودی این ناحیه حرکت کردند و سرانجام ۴۰ نفر جلوی در جمع شدند که در نهایت، آجودان‌های نیروی هوایی، ۵ نفر را که قصد ورود به این منطقه داشتند، دستگیر کردند! رازآمیز بودن منطقه ۵۱ و این همه توهم توطئه (Conspiracy Theories) درباره آن، نه تازگی دارد و نه انگار قرار است متوقف شود. تابستان سال ۲۰۱۳، سازمان اطلاعات مرکزی ایالات متحده (CIA) حدود ۴۰۰ صفحه سند درباره یکی از رازآمیزترین نقاط دنیا، منطقه ۵۱ منتشر کرد. انتشار این اسناد، پاسخی بود که براساس قانون آزادی اطلاعات (FOI) به درخواست تعدادی از شهروندان درباره ماهیت این مکان که در سال ۲۰۰۵ ارائه شده‌بود. در آن زمان، گزارش مفصلی در روزنامه بهار دراین‌باره نوشتم که در اینجا از بخش‌هایی از فکت‌های آن گزارش استفاده کرده‌ام.منطقه ۵۱ که در شمال غربی لاس‌وگاس در ایالت نوادا واقع شده، همیشه همراه با افسانه و شایعات بوده‌است: از هواپیماهای عجیب، سلاح‌های آزمایشی و کنترل آب وهوا (چیزی شبیه به شایعات پیرامون پروژه هارپ) گرفته تا مشهورترین شایعات که مربوط به فرودگاه و دروازه ارتباطی دولت آمریکا با موجودات فضایی می‌شد. حتی زمانی شایع شده‌بود که اینجا پایگاهی است که در آن نیروی هوایی ایالات متحده درحال مهندسی معکوس فناوری‌هاییست که آنها را از فضایی‌ها گرفته‌است. مدعیان این توطئه می‌گفتند که فضایی‌ها، این فناوری‌ها را با نمونه‌های انسانی برای آزمایش تاخت زده‌اند!قلب صحرای خشك و سوزان نوادا جایی است كه گویی امكان حیات و فعالیت را نمی‌دهد اما در کنار دریاچه خشک شده گروم (Groom Lake) در اعماق همین صحرای خشك و بی‌آب و علف، منبع شایعات درباره یكی از اسرارآمیزترین مناطق جهان است؛ جایی به اسم منطقه ۵۱. ناحیه ای كه نام آن اولین بار ۴۶ سال قبل در یك سند سازمان اطلاعات مرکزی ایالات متحده دیده شد. در آن سند به یك پایگاه نظامی اشاره شده بود كه در بخش كوچكی از جنوب صحرای نوادا قرار گرفته‌است.تابلو اخطار منطقه ۵۱دولت آمریكا تا سال ها از پذیرش وجود چنین پایگاهی سر باز می‌زد تا اینكه دولت فدرال نوادا، به صورت رسمی پذیرفت كه بستر خشك دریاچه گروم آزمایشگاه نیروی هوایی آمریكاست؛ اما طبیعت تحقیقات طبقه‌بندی پروازی، مرموز و پر از شك و ابهام است. آیا این منطقه جایی است كه به راستی به فضایی‌ها، یوفوها و پدیده‌های غیرزمینی مربوط است؟رازول، منبع شایعاتاگر سریال Futurama را دیده‌باشید در اپیزود اول فصل چهار، تکلیف واقعه «رازول» (Roswell) را به‌خوبی روشن می‌کند و ماهیت آن را توضیح می‌دهد! اما فارغ از این داستان پارودی، ماجرا به یک روز گرم تابستانی در ۷۲ سال پیش برمی‌گردد. ژوییه ۱۹۴۷، یك شیء ناشناس در دهكده كوچك رازول از ایالت نیومكزیكو با زمین برخورد كرد. «مك برازل» مزرعه دار محلی، گزارش اصابت این شیء ناشناس را به نیروهای هوایی داد. نیروی هوایی بلافاصله منطقه را محاصره و بقایای این تصادف را از منطقه جمع آوری كرد.رییس‌جمهوری ژنرال دوایت آیزنهاور در برابر نمونه مهندسی معکوس از بندر بندینگ رودریگوئز (سریال فیوچراما-S04E01)خیلی زود شایعاتی شروع شد كه طبق آنها شی سقوط كرده یك یوفو (UFO) بوده. طرفداران این نظریه مدعی شدند که چند سرنشین یوفو مرده پیدا شده. آنها حتی ادعا كردند كه چند تا از آنها زنده دستگیر شده بودند اما ارتش در اطلاعیه‌ای اعلام كرد شیء برخورد كرده به زمین، یك بالن بلند پرواز نیروی هوایی بوده‌است. البته آنها هیچ توضیحی ندادند كه چرا برای جمع كردن یك بالن، نیاز به قشون‌كشی و محاصره این منطقه بوده‌است. به‌همین دلیل كسی این حرف‌ها را باور نكرد. شایعات دهان به دهان پیچید و بعد از رونق گرفتن پایگاه منطقه ۵۱، عده‌ای این منطقه را محلی برای مطالعه روی یوفوها و همین طور بقایای پیداشده در آن حاثه می‌دانند. آنها مدعی‌اند آمریكایی‌ها در این منطقه مشغول مطالعه روی فضایی‌ها و تكنولوژی یوفوهای آنها هستند تا از راز آنها سردر بیاورند. حتی عكس‌هایی از این حادثه روی اینترنت منتشر شده و دست به دست می‌چرخد. دهكده كوچك رازول به خاطر این حاثه امروز تبدیل به شهری شده كه بنیاد و موزه یوفوشناسیش سالانه میزبان میلیون‌ها توریست و بازدیدكننده است.یوفو، چه زمینی چه فضاییسال‌ها گزارش‌های زیادی از رصد اشیای عجیب در اطراف منطقه ۵۱ وجود دارد؛ موجودات پرنده ناشناخته‌ای كه دولت آمریكا هیچ واكنشی به آن نشان نمی‌داد. به همین دلیل عده‌ای می‌گفتند بیگانه‌ها سال‌ها پیش با زمینی‌ها رابطه برقرار كرده‌اند و با آمریكایی‌ها دادوستد دارند، بنابراین از این منطقه به عنوان ترمینال زمینی استفاده می‌كنند. تنها شاهد آنها، دیده‌شدن اشیای پرنده عجیب و غیرمعمول در اطراف این منطقه بود. در این بین سكوت مقامات رسمی بیشتر به این شایعات دامن می‌زد. آنها در جواب پرسش‌های گاه و بی‌گاه خبرنگاران تنها پاسخ می‌دادند كه این منطقه محل آزمایش‌های هوایی ارتش است و هیچ توضیح دیگری نمی‌دادند.مخالفان این نظر، حتی اگر موضوع را مربوط به فضایی‌ها ندانند اما باز هم می‌گویند پای فضا در میان است. طرفداران فیلم‌های تخیلی، این منطقه را مربوط به تحقیقات سفر در زمان و توسعه سفرهای فضایی با روش‌های غیرمعمول می‌دانند. تحقیقات روی سیستم‌های پیشرانه و موتورهای خاص، درست چیزی مثل پروژه « آئورورا» یا طراحی موتوری هسته‌ای برای هواپیما یا فضاپیماهای نسل جدید.یكی از عكس‌هایی كه در نزدیكی منطقه ۵۱ از یك شی ناشناس پرنده (UFO) گرفته شده آئورورا (Aurora) آن‌طور كه درباره آن صحبت می‌كنند، پروژه‌ای است كه هدفش ساختن نسل بعدی هواپیمای SR71 است. پرنده‌ای عجیب كه براساس شایعات SR91 خوانده می‌شد و یك هواپیمای مافوق صوت است. این موضوع از زمانی داغ شد كه وزارت دفاع انگلیس در گزارشی كه از اسناد محرمانه سال‌ها قبلش منتشر کرد به طرح یك هواپیمای مافوق صوت اشاره كرده‌بود. البته قبل از آن یك مجله آمریكایی به بندی از بودجه وزارت دفاع آمریكا اشاره كرده‌بود كه در آن برای طرحی به اسم آئورورا بودجه‌ای معادل ۴۵۵میلیون دلار اختصاص یافته‌بود. از قرار معلوم آئورورا هواپیمایی است بدون سرنشین كه سرعت آن تا شش برابر سرعت صوت بوده و می‌تواند در صورت لزوم از جو خارج شده و بعد از انجام ماموریت دوباره به زمین برگردد.آنچه مشخص است دریاچه گروم یك پایگاه هوایی معمولی نیست. چون دولتمردان آمریكایی با موضوع این پایگاه مثل بقیه پایگاه‌ها برخورد نمی‌كنند. آنها تا حد امكان سعی می‌كردند چنین پایگاهی را مخفی نگه دارند اما بالاخره ماجرا لو رفت. اولین بار ماهواره‌های جاسوسی اتحاد شوروی در اوج دوران جنگ سرد توانستند عكس‌هایی از این پایگاه هوایی به دست بیاورند. بعد سایر ماهواره‌های غیرنظامی توانستند عكس‌هایی با وضوح از این پایگاه بگیرند، البته عكس‌هایی كه در آنها چیز زیادی مشخص نبود.تصویر هوایی منطقه ۵۱ در این عكس ها تنها باندهای فرود و آشیانه‌های هواپیما دیده می‌شوند و چیز دیگری در آنها به چشم نمی‌آید. با همه پیشرفت‌ها و عكس‌های ماهواره‌ای، هنوز هم از این پایگاه در نقشه‌های عمومی آمریكا اثری دیده نمی‌شود. در نقشه‌های توپوگرافی سازمان زمین‌شناسی آمریكا تنها نشانه‌ای از معدن تعطیل‌شده گروم دیده می‌شود. جدول ناوبری منتشرشده از سوی اداره حمل و نقل ایالت نوادا این منطقه را برای هواپیماها غیرقابل عبور تعیین كرده‌است. این سازمان منطقه ۵۱ را جزئی از سایت پروازی نوادا درنظر گرفته و علت ممنوعیت را همین موضوع اعلام كرده‌است. همچنین در نقشه‌های سازمان هوانوردی كه دریاچه گروم را نشان می‌دهند، باند پرواز و آشیانه‌ها از قلم افتاده‌اند. اوضاع حتی در اطلس ملی آمریکا هم به همین صورت است. در این اطلس، سایت دریاچه گروم به‌طور كامل مشخص شده اما هیچ تفاوتی بین این سایت و مناطق اطرافش دیده نمی‌شود. با همه این مطالب به نظر می‌رسد هیچ منطقه‌ای در جهان برای آمریكایی‌ها از نظر امنیتی مهم‌تر از منطقه ۵۱ نیست.پرندگان سرزمین رویابراساس مدارک منتشرشده در سال ۲۰۱۳، سازمان سیا مدعیست که منطقه ۵۱ صرفا سایتی آزمایشی برای هواپیماهای جاسوسی بوده و که مهم‌ترین آنها هواپیمای U2 بود. این هواپیما سال ۱۹۵۷ توسط لاکهید-مارتین ساخته شد.منطقه ۵۱ اواسط دهه ۱۹۵۰ شكل گرفت؛ زمانی كه با اوج گرفتن روحیات خصمانه جنگ سرد سازمان‌های جاسوسی آمریكا وسواسی شدید نسبت به درز اطلاعات پیدا كرده‌بودند. در این زمان سازمان اطلاعات مركزی آمریكا (سیا) درگیر برنامه‌ای بود موسوم به اكواتن كه هدفش تكمیل و توسعه هواپیمای جاسوسی بلند پرواز و فوق محرمانه U2 بود. اما به دلایل امنیتی، سیا نمی‌خواست هواپیمای جاسوسی جدید در پایگاه‌های آزمایشی معمول نیروی هوایی همچون ادواردز و زیر چشمان كنجكاو جاسوسان اتحاد شوروی به پرواز درآید. همین موضوع مقدمه پیدایش منطقه ۵۱ شد.کلارنس جانسون، رئیس بخش طرح‌های پیشرفته لاكهیدمارتین و طراح U2 كه یكی از نوابغ صنعت هوانوردی در آن زمان بود از سوی سیا ماموریت یافت تا جایی مناسب برای ساخت تاسیسات آزمایشی محرمانه پیدا كند. جانسون پس از دو هفته جست‌وجو در میان بیابان‌های آریزونا، كالیفرنیا و نوادا جایی در نزدیكی دریاچه خشك‌شده گروم را پیدا كرد. فرودگاه متروكه‌ای در نزدیكی محوطه تمرینات تیراندازی نیروی هوایی كه زمانی پروازهای مرتبط با آزمایش‌های هسته‌ای نوادا از آنجا انجام می‌شد و به قول جانسون سرزمینی آن قدر مسطح كه بیشتر به میز بیلیاردی وسیع و طبیعی می‌مانست و این تازه شروع داستان منطقه‌ای بود كه از آن پس نام‌های بسیاری به خودش دید. جانسون در آغاز این منطقه را مزرعه بهشت می‌خواند؛ به همین خاطر هم U2 بعدها به استعاره «فرشته‌ای از بهشت» نامیده می‌شد و پایگاه محرمانه هم عموما به یاد زادگاه رئیس وقت سازمان سیا آلن دالس، به واترتون استریپ معروف بود.اژدها بانو (U2)، هواپیمای جاسوسی بلند پروازی با بدنه آلومینیومی كه می‌توانست با پرواز در ارتفاع بیش از ۲۰ کیلومتری، دور از دسترس جنگنده‌ها، موشك‌های پدافند هوایی و حتی رادارهای اتحاد شوروی، از مناطق حساس دشمن عکاسی کند. عملیات طراجی این هواپیما، دلیل اصلی پیدایش منطقه ۵۱ بود.اما نام معروف منطقه ۵۱ سه سال بعد به آن اطلاق شد؛ زمانی كه كمیسیون انرژی اتمی ایالات متحده در حال تقسیم‌بندی سایت‌های آزمایش‌های اتمی نوادا بود. این نام در دهه ۱۹۷۰ به لطف هالیوود به سرعت بر سر زبان‌ها افتاد. پایگاه كارش را با پرواز اولین نمونه‌های اژدها بانو (Dragon Lady - نام مستعار U2) فرزندان بلند پرواز و سیاه‌پوش لاكهید مارتین آغاز كرد؛ درحالی كه ظرف كمتر از یك سال ناوگانی از این پرنده‌های فوق محرمانه از همین پایگاه آماده پرواز عملیاتی بودند.در طول چند سال بعد كه سه سال آن در پناه آزمایش‌های اتمی گسترده گذشت جو پایگاه شدیدا در سایه‌ای از سكوت و رخوت فرورفت تا آنكه به دنبال پیشرفت موشك‌های پدافند هوایی شوروی و ناكام ماندن U2 در برابرشان نام برنامه اوكسکارت (OXCART) به میان آمد. برنامه فوق محرمانه دیگری كه هدفش ساخت جتی به حد كفایت سریع و آن قدر پنهان كار بود كه بتواند با قال گذاشتن سیستم راداری شوروی اطلاعات مورد علاقه سیا را از تاسیسات استراتژیك موشكی ارتش سرخ جمع‌آوری كند. این برنامه موجب شد تا بسیاری از شركت‌های هوایی طرف قرارداد با نیروی هوایی ایالات متحده، ناچار شوند برای ساخت بخش های مختلف هواپیما تاسیساتی در منطقه ۵۱ ایجاد كنند. در سال‌های آخر دهه ۱۹۶۰، منطقه ۵۱ به محلی مناسب به دور از چشمان نامحرم برای كار روی پروژه‌های فوق محرمانه تبدیل شده‌بود.هواپیمای SR71 محصول برنامه اوکسکارتاز این زمان به بعد پایگاه نام مستعار جدیدی هم پیدا كرد؛ «سرزمین رویا»؛ نامی كه از یكی از اشعار ادگار آلن پو به همین نام كه دریاچه‌ای رویایی را توصیف می‌كرد گرفته شده‌بود. با گسترش ساخت‌وسازها و ایجاد تاسیسات آزمایش رادار و تجهیزات مورد نیاز برای آزمایش بال و بدنه در طول پنج سال منطقه ۵۱ به شكلی شبیه به قیافه امروزی آن درآمد؛ شكلی كه تقریبا به فاصله هر ۱۰ سال مجددا بازسازی شده و گسترش پیدا كرد؛ در حالی كه از سال ۱۹۵۸ با طبقه‌بندی اطلاعاتی و محرمانه شدن اخبار پایگاه، شایعات پیرامون هواپیماهای بدون نام نشانی كه همراه صدها نفر (پژ<هشگران و مهندسان هوافضا) هر هفته لاس وگاس را به سوی قلب بیابان ترك می‌كردند، اوج گرفت.از طرفی هم با گسترش حضور تیم‌های تحقیقاتی در پایگاه، خودبه‌خود سوخت مورد نیاز این شایعات هم فراهم می‌شد؛ به‌خصوص از اواخر دهه ۱۹۶۰ كه سرزمین رویا رسما به پایگاه جنگنده‌های فراری ارتش شوروی نیز تبدیل شده‌بود؛ جنگنده هایی همانند میگ ۱۷، میگ ۲۱، میگ ۲۳، سوخو ۱۷ و سوخو ۲۲ كه طی عملیات‌های فوق محرمانه‌ای كه سیا با همكاری سرویس‌های امنیتی اروپایی و اسراییلی از طریق تشویق خلبانان كشورهای مرتبط با بلوك شرق همچون عراق و سوریه یا حتی خود اتحاد شوروی به‌دست آورده‌بود.این جنگنده‌ها پس از انتقال به آمریكا عموما برای بررسی تكنولوژی و آزمایش توانایی آنها در نبردهای هوایی برای پیداکردن یافتن ضعف یا طراحی تاكتیك‌های مناسب برای استفاده در میادینی مانند ویتنام مورد استفاده قرار می‌گرفتند كه این خود به شایعات مشاهده هواپیماهای نامشخص و حتی بشقاب پرنده‌ها دامن می‌زد. از طرف دیگر پس از برنامه اوكسكارت برنامه‌های تحقیقاتی گسترده‌ای در منطقه ۵۱ روی طراحی و ساخت هواپیماهای رادار گریز و موشك‌های دوربرد شروع به كار كرد كه حاصل آنها عموما هواپیماهایی با شكل ظاهری نامعمول بود. در نتیجه عجیب نبود اگر یكی از این هواپیماهای فوق محرمانه وقتی نزدیك منطقه‌ای مسكونی دچار سانحه می‌شدند از آنها به عنوان سفینه‌هایی از سیاراتی دیگر برداشت شود كه دولت سعی در پنهان كردنشان دارد.پایان شایعات؟تا اواخر دهه ۱۹۸۰ ماهیت برنامه‌ها و حتی مكان منطقه ۵۱ همچنان یك سوال بود. هیچ كس حتی مردم محلی، اطلاعات چندانی از منطقه نداشتند. سیا و نیروی هوایی رسما این منطقه را یك محوطه آزمایش راداری اعلام می‌كردند؛ اما حجم پرسنل و تجهیزات به حد كفایت سوال برانگیز بود تا حتی جاسوسان شوروی را به جنب و جوش برای یافتن اطلاعات وادارد. با این حال حتی نزدیك شدن به فاصله ۲۰ كیلومتری منطقه برای هر شخصی می‌توانست حداقل به قیمت چندین شب بازجویی و بازداشت تمام شود تا سرانجام در اواخر دهه ۱۹۸۰، اتحاد شوروی تصاویر ماهواره‌ای از منطقه دریاچه گروم منتشر كرد؛ تصاویری كه به سرعت از سوی مجلات علمی همچون پاپیولار ساینس مورد توجه قرار گرفتند. به این ترتیب بسیاری فرصت كردند برای اولین بار نگاهی هرچند دورادور به سرزمین رویایی كه در قلب بیابان خوابیده بود داشته باشند؛ سرزمینی بدون مرز و حصار كه با چشمانی نامرئی شبانه روز كنترل می‌شد.پس از پایان جنگ سرد، آرام آرام اسناد منطقه‌ای كه حتی نام ثبت شده‌ای در اسناد دولتی نداشت، هویدا شد. هرچند بسیاری از اسناد به بهانه حفظ امنیت ملی و حراست از تكنولوژی‌های حساس همچنان محرمانه باقی مانده‌است؛ اما منطقه پس از جنگ سرد چندان هم بیكار نبود. در سال‌های اخیر به خصوص باز هم گسترش پیدا كرده و همچنان هم در حال گسترش ساخت و ساز است هرچند محدوده امنیت هوایی پایگاه كمتر شده‌است. در نتیجه منطقه ۵۱ این روزها دیگر به محرمانگی دوران اوجش نیست؛ اما هنوز هم سوالات زیادی پشت درهای آن خوابیده است. شاهین شب (F117)، اولین جت رادارگریز عملیاتی جهان، كه طرح آن اواخر دهه ۱۹۸۰ پس از آزمایش‌های میدانی در منطقه ۵۱ تكمیل شد اما تا ۱۰ سال بعد و زمان عملیات توفان صحرا (جنگ اول خلیج فارس) هیچ كس از وجودش اطلاعی نداشت. F117 برخلاف بیشتر هواپیماهای رادارگریز امروزی طرح بدنه‌ای چندضلعی و فوق العاده پیچیده داشت كه ساختش را بسیار پیچیده می‌كرد. درمقابل بازتاب راداری هواپیما به حدود یك پنجم جنگنده‌های معمول آن زمان كاهش می‌یافت. برای جلوگیری از بازتاب فروسرخ گرمایی، موتورهای هواپیما، پس‌سوز نداشتند و در نتیجه نایت هاوك توان پرواز فراصوتی نداشت. سیستم جنگ افزاری F117 آن قدر دقیق بود كه زدن هدف یك متری از ارتفاع ۸ کیلومتری را ممكن می‌كرد.اما یك فروند نایت هاوك در جنگ كوزوو هدف موشك پدافند هوایی صربستان قرار گرفت و با ساقط شدنش به این سادگی، بسیاری را بهت زده كرد. هرچند بعدها عذرهای زیادی برای ماجرا آورده شد اما هیچ كدام نتوانست این موضوع را روشن كند كه واقعا یكی از رادارگریزترین هواپیماهای جهان چگونه هدف سیستم پدافند هوایی كه دست كم ۳۰ سال قبل از آن تكمیل شده، قرار گرفته‌است. F117 سال ۲۰۰۸ بازنشسته شد. بسیاری از تكنولوژی‌های نظامی امروز ایالات متحده، حاصل تحقیقاتی بودند كه در این پایگاه انجام شد. بمب‌افكن B2، جنگنده F22 و F35 قسمت زیادی از تكنولوژی پنهان‌كاری‌شان را مدیون تحقیقات اولیه روی برنامه‌هایی مثل هوو بلو هستند كه ساخت اولین جنگنده بمب‌افكن پنهانكار دنیا F117 را نتیجه داد. در عین حال بسیاری از پیشرفت های مرتبط با هواپیماهای بدون سرنشین، تجهیزات راداری و موشكی حاصل همین تحقیقات هستند.بعید نیست باز هم در آینده نه چندان دور خبرهای بیشتری از این منطقه شنیده شود؛ به خصوص كه اخباری از ساخته شدن پناهگاه‌هایی بزرگ‌تر از آنچه پیشتر در این پایگاه وجود داشته شنیده می‌شود كه می‌تواند اولین گام‌ها برای برنامه‌هایی مانند B3 یاجنگنده‌های بی‌سرنشین رادارگریز فراصوت باشد. خدا را چه دیدید، شاید هم روزی رسید كه واقعا نشانی قابل تایید از ترمینال موجودات فضایی از این پایگاه به بیرون منتشر شد! فرشته سیاه (Aurora) سریع‌ترین و بلند پروازترین جت نظامی جهان با سرعت سه برابر صوت كه به عنوان جانشین U2 تكمیل شد و می‌توانست با پرواز در ارتفاعی بالاتر از U2 از ۲۴ کیلومتری، محوطه‌ای در حدود ۲۶۰هزار كیلومتر مربع را با چشمان تیزبینش تحت نظر بگیرد. امروزه این ماجراها داستان هایی کهنه هستند، اما زمانی که سازمان سیا برای نخستین بار برنامه U2 را سری اعلام کرد و تصمیم گرفت تا منطقه ۵۱ را به صورت یک راز نگاه دارد، فناوری این هواپیماها بسیار پیشرفته بود و منطقه ۵۱ هم محل مهمی برای جمع‌آوری اطلاعات سری بود. با تمام این اوصاف، خارج شدن مدارک مربوط به منطقه ۵۱ از حالت طبقه‌بندی شده، باعث جازدن توطئه پردازان نشده‌‌است: افرادی که گمان می‌کنند دولت آمریکا ماشین‌هایی ساخته که ذهن افراد را کنترل می کنند! از نظر این افراد، تردیدی وجود ندارد که دولت آمریکا مدارک را جعل کرده تا روی شواهد مربوطه نیز سرپوش بگذارد.منابع:پادکست توهم توطئهقسمت‌های: ۳، ۴، ۴۰ و ۴۱

شرط‌بندی‌های آماتور آقای سلبریتی

مهدی صارمی‌فر — Tue, 14 Jan 2020 10:32:36 +0330

به مناسبت سال‌روز تولد استفن هاوکینگ - قسمت پایانیدر این سلسله نوشته‌ها، به مناسبت سالروز تولد استفن هاوکینگ، ستاره بی‌نظیر دنیای فیزیک نظری، علل شهرت این فیزیک‌دان را بررسی می‌کنیم. در قسمت اول این نوشته به بیماری هاوکینگ و تلاش بی‌نظیر او برای کنترل عوارض آن پرداخته و در قسمت دوم هم به سراغ ادعاهای هاوکینگ در باره «نظریه همه‌چیز» رفته‌ایم. در این قسمت هم به فعالیت‌های هاوکینگ در عرصه ترویج علم و به‌خصوص کتاب‌های عامه‌پسند علمی او می‌پردازیم. یکی از مهم‌ترین چیزهایی که همیشه اسم هاوکینگ را در رسانه‌ها زنده نگه‌داشته و تا مدت‌ها زنده نگه خواهد داشت، اظهارات عجیب او درباره هوش مصنوعی، روبات‌ها، آدم فضایی‌ها، خدا، بهشت و جهنم و به‌خصوص شرط‌بندی‌هایش در مورد مسایل علمی است. تقریبا می‌توان گفت که هاوکینگ در همه شرط‌بندی‌هایش در مورد آینده فیزیک ذرات شکست خورد...قسمت اول را از اینجا بخوانید: درخشش ابدی یک ذهن مشهورقسمت دوم را از اینجا بخوانید: نظریه‌ای برای پایین کشیدن کرکره فیزیک نظریدر اوایل دهه ۱۹۸۰، هاوكینگ کار روی یك كتاب عامه فهم درباره كیهان‌شناسی را آغاز كرد. قصدش هم پرداخت شهریه مدرسه دخترش از درآمد این کار بود. در ۱۹۸۷، سرانجام هاوكینگ كتاب را تمام كرد و نامش را گذاشت: «تاریخچه زمان: از انفجار بزرگ تا سیاه‌چاله‌ها». انتشارات بنتام که قبلاً هرگز كتاب علمی چاپ نكرده‌بود، امیدوار بود که شاید فروش كتاب پنج رقمی شود. هاوکینگ را هم مجبور کردند هیچ نوشته علمی و فرمول ریاضی در کتاب نیاورد. هاوکینگ هم این‌کار را کرد (البته اگر از مشهورترین معادله علمی E=mc^2 بگذریم که مانند واضعش، آلبرت انیشتین شهره عام و خاص است.) نتیجه با آن‌چه که بنتام پیش‌بینی کرده‌بود، خیلی متفاوت بود.توصیف بیشتر را به استراترن می‌سپاریم: کتاب ظرف ۱۰ سال به ۳۰ زبان ترجمه شد [در فارسی به ترجمه محمدرضا محجوب] و ۶ میلیون نسخه [تا سال ۲۰۰۹] از آن در سطح جهان فروخته شد. چرا؟ هیچ‌كس واقعاً نمی‌داند. همه جور نظریه‌ای مطرح شده‌است. همه احساس می‌كردند كه باید قدری درباره علم بدانند و این از بخت آنها بود كه كتاب عامه فهمی را درباره این موضوع كه به وسیله یكی از بهترین افراد این عرصه نوشته شده‌بود، بخرند (اگرچه لزوماً آن را نخوانند). این مسیری فكری بود كه روی میز افراد در پیش چشم ایشان گشوده می‌شد. این یك هدیه عالی برای سال نو یا روز تولد یا سپاسگذاری از پدربزرگ‌ها یا نوه‌ها یا خواهرزاده و برادرزاده‌ها، دایی‌ها و عموها، یعنی نسل به ظاهر بی‌سوادی كه ظاهراً فقط به سر و صدا و كامپیوتر علاقه‌مند است، بود. درك این كتاب آسان بود، برای جایزه‌دادن در مدارس ایده‌آل بود. به اینشتین جدیدی نیاز بود. زنان آن را به مردان هدیه می‌كردند. زنان آن را می‌خواندند (حتی اگر مردان نمی‌خواندند)... نظریه‌های زیادی مطرح شد و بازاریابان سخت به‌كار می‌پرداختند (آنها می‌خواستند كشف كنند كه با كتاب بعدی چگونه برخورد كنند). ظاهراً همه روی یك چیز توافق داشتند. مردم كتاب را می‌خریدند، اما واقعاً آن را نمی‌خواندند. بیش‌از حد گرفتار بودند، خسته بودند، كارهای بهتری داشتند كه انجام دهند؛ اما این درست نیست. از میلیون‌ها نسخه‌ای كه فروخته شده‌بود، حداقل چند نسخه از آغاز تا پایان خوانده شد. اثر آن روی افراد (عمدتاً جوان) كه آن را تا صفحه ۱۸۲ خوانده بودند، شگرف بود. اغراق نیست اگر بگوییم كه این كتاب نسل جدیدی از دانشمندان را به‌وجود آورده‌است. روزی یکی‌از برندگان جایزه نوبل خواهد گفت: «آنگاه، یك روز تاریخچه زمان را خواندم و آنچه را كه می‌خواستم انجام دهم، شناختم».این‌طور یک كتاب، جهان را تغییر می‌دهد. پس خود كتاب چه؟ در آغاز، بسیار خواندنی است و البته نیازی نیست كه بگوییم كه بسیار بصیرانه است. البته مفاهیم مطرح‌شده دشوار و ساده‌كردن آنها بدون ساده‌انگاری دشوار است. مرحوم هاوكینگ در این‌امر موفق است. چند نمونه از عناوین فصول نشان می‌دهد كه كتاب درباره چیست: جهان درحال انبساط، سیاه‌چاله‌ها، منشأ و آینده جهان، وحدت در فیزیك. كتاب با بررسی چند مسئله فلسفی ختم می‌شود. در عین‌حال، به فیلسوفان «كه نتوانسته‌اند پابه‌پای پیشرفت نظریات علمی پیش بروند»، طعنه می‌زند.ممكن است تفكرات هاوكینگ در چند سیاه‌چاله فلسفی ناپدید شوند، اما جالب و متناسب هستند. به‌این ترتیب است كه دانشمند بزرگ معاصری كه در جبهه مقدم حوزه كار خود ایستاده است، می‌اندیشد. فرضیات فلسفی كه دانشمندان معاصر مطرح ساخته‌اند، ممكن است سست یا در واقع غلط باشند. اما استفاده می‌شوند و مثمرثمر هستند. این فرضیات قسمت اعظم برجسته‌ترین تفكرات زمان ما را ایجاد كرده‌اند. آیا فلسفه برای علم اصلاً اهمیتی دارد؟ ظاهراً هاوكینگ فكر می‌كند كه ـ در نهایت ـ اهمیت دارد.ماهیت خداوند و نظریات وحدت‌یافتههاوكینگ در خاتمه تاریخچه زمان درباره موضوعاتی نظیر ماهیت خداوند و نظریات وحدت‌یافته (نظریات همه‌چیز) بحث می‌كند. این‌كه آیا این دو هستی بحث‌برانگیز وجود دارند، مورد بحث قرار نگرفته‌است، یا حتی مناسب بحث تلقی نشده‌است (هاوكینگ در آن زمان به دومی، اما نه به اولی، اعتقاد محكم داشت). اما او نكته فلسفی مهمی را مطرح می‌سازد: «رویكرد معمول علم، مدل‌سازی ریاضی، نمی‌تواند به این سؤال پاسخ دهد كه چرا باید برای توضیح جهان، مدلی وجود داشته‌باشد. ویتگنشتاین، فیلسوفی كه هاوكینگ به ویژه او را مسخره می‌كند، بیش از ۷۰ سال پیش، این سؤال را به طرزی موجزتر مطرح کرده‌است: «این كه اشیاء چگونه در جهان وجود دارند مهم نیست، بلكه این مهم است كه جهان وجود دارد».هاوكینگ می‌پرسد: «آیا نظریه وحدت‌یافته چنان قوی است كه وجود خود را به‌همراه آورد؟» اما این یك نظریه بدیع نیست. فیلسوفان قرون وسطی استدلال كرده‌اند كه نظریه كمال، باید شامل نظریه وجود باشد، ادعا می‌كردند كه این اثبات وجود خدا است. در جهان هاوكینگ (یا در جهان‌های او، كلمه‌ای كه جمع بستن آن غیرممكن، اما ظاهراً ضروری است) چندان جایی برای خدا وجود ندارد. هرچند انتخاب آفریدن جهان با خدا بود، این انتخاب به عدم انتخاب تبدیل می‌شد. زیرا جهان می‌بایست آفریده می‌شد و می‌بایست به همان شیوه‌ای كه هست، آفریده می‌شد. «كاملاً ممكن است فقط یك، یا چند نظریه وحدت‌یافته کامل، مانند نظریه ریسمان، كه منسجم است و امكان وجود ساختارهایی را كه به اندازه انسان كه می‌تواند قوانین جهان را بررسی و از ماهیت خدا سؤال كند پیچیده است، فراهم می‌آورد، وجود داشته‌باشد».جاذبه توریستی كمبریجهاوكینگ، پس از انتشار كتاب پرفروشش، به شهرت رسید. به مرد كوچكی كه روی صندلی چرخدار موتوری می‌نشست به‌عنوان یكی از جاذبه‌های كمبریج اشاره می‌شد. حالا دیگر از همه جای جهان، هاوكینگ را دعوت می‌كردند. سفر به خارج و افتخارات، فراوان بود. درباره هاوكینگ فیلمی تلویزیونی با عنوان ارباب جهان ساخته شد.سال ۱۹۹۰، كار هاوكینگ به هالیوود كشید و در آنجا با استیون اسپیلبرگ دیدار كرد. هر دوی آنها، كار یكدیگر را ستایش كردند. اسپیلبرگ قول داد كه از فیلم تاریخچه زمان حمایت كند. هاوكینگ پیشنهاد كرد كه باید آن را «بازگشت به آینده ۴» نامید. فیلمبرداری در استودیویی در نزدیكی لندن، با تقلید دقیق از دفتر هاوكینگ در گروه ریاضیات كاربردی و فیزیك نظری آغاز شد. در كمبریج، هاوكینگ هنگامی كه مانند هر هنرپیشه دیگری استراحت می‌كرد، فكركردن درباره بحث خود برای بردن جایزه اسكار را شروع كرد. «بهترین نقش مکمل برای جهان» اما متأسفانه، استودیوهایی كه او در آن‌جا كار می‌كرد او را فقط شایسته بردن نوبل می‌كرد (نوعی اسكار برای افرادی كه در جهان واقعی به اسکار نمی‌رسند!) البته هاوكینگ آشكارا به نوبل علاقه‌مند بود. (بزرگ‌ترین مدخل در ضمیمه تاریخچه زمان مربوط به آن بود). اما شانس بردن این جایزه به وسیله او، در واقع، بسیار كم بود. چه کسی دیده که کمیته نوبل در قرن گذشته به یک کیهان‌شناس نوبل بدهد؟ طلسمی که سرانجام امسال (نوبل فیزیک ۲۰۱۹) شکسته شد و نیمی از جایزه نوبل فیزیک به جیم پیبلز (Jim Peebles) رسید.جهان در پوست گردوهاوکینگ که حالا یک سوپراستار واقعی شده‌بود، نوشتن برای عامه را ادامه داد. کتاب های بعدی او از این‌هم جذاب‌تر و البته تاحدودی سنگین‌تر هستند. اما گویا نوشتن به مزاق او خوش آمده‌است. هاوکینگ پرفروش‌ترین کتاب علمی و یکی از پرفروش‌ترین کتاب‌های دنیا درکنار کتاب مقدس، قرآن و هری‌پاتر را نوشته‌است. سال‌ها تاریخچه زمان در صدر جدول فروش قرار داشت. این‌بود که هاوکینگ دومین جز از دوگانه‌اش «جهان در پوست گردو» را نوشت؛ کتابی که در آن دق‌دلی‌اش سر بنتام را خالی کرد و هر مفهوم پیچیده‌ای را که این انتشاراتی مانع از نوشتن آن‌ها در تاریخچه زمان شده بود را البته به‌هراه دستاوردهای جدید در فیزیک و کیهان‌شناسی، منتشر کرد.فروش این کتاب نشان داد که «هاوکینگ» دیگر «برند» شده‌است و تصویر او روی جلد درحالی که به بلاهت خواننده‌اش، لبخنی به گشادی جیب ناشرش می‌زند، مهم‌ترین عامل فروش کتاب است. موفقیت‌های بعدی هرچند به‌اندازه تاریخچه زمان نبود اما به‌هرحال فروش کتاب‌های هاوکینگ، در کنار اظهارنظرهای جنجالی در تلویزیون یا سخنرانی‌های غیررسمی در محیط‌های نه‌چندان آکادمیک درباره موضوعاتی که اصلا ربط حرفه‌ای به صاحب کرسی لوکاسین ریاضیات کمبریج ندارد و به‌طرز جالبی، تواترشان الگویی منطبق با فروش کتاب‌های او دارند، هاوکینگ «بی‌احتیاط در اظهارنظر» را به مرد شماره یک فیزیک در محیط‌های غیرعلمی تبدیل کرد. عنوانی که اصلا برازنده او نیست.شاید صاحبان این کرسی، قبلا اشتباهات فاحش علمی (آن‌هم در محیط آکادمیک) کرده‌باشند، مثل نیوتن که مدعی بود که ذرات نور را در آزمایش‌هایش دیده‌است، اما هیچ‌کدام‌شان قبلا مدعی نشده‌اند که «آدم فضایی‌ها در کمین ما هستند و به ما حمله می‌کنند و زمین را نابود می‌کنند.» یا هیچ‌کدام‌شان درست زمانی که پاپ قرار است از انگلستان بازدید کند و البته کتاب جدید عامه‌پسندشان هم به‌زودی قرار است از چاپ‌خانه دربیاید، مدعی شوند که «علم اثبات کرده که تا این‌جای کار به خدا اصلا احتیاجی نداریم!»البته نگارنده در این‌جا قصد ندارد که ادعایی غیراز این را مطرح کند. چه، دانشمند بزرگ دیگری در انگلستان (ریچارد داوکینز) به زیبایی سال‌هاست که با روش‌های علمی و البته تنها برای آکادمیسین‌ها این موضوع را به‌خوبی تبیین کرده‌است. بلکه آن‌چه که رنگ «اخلاص» را در این گفته‌های هاوکینگ کم می‌کرد، هم‌زمانی این گفته‌های جنجالی با انتشار کتاب های عامه‌پسند و پرفروش هاوکینگ بود. به‌هرحال حتی صاحبان کرسی لوکاسین هم باید از جایی نان بخورند.«استفن هاوکینگ» دانشمند بود و البته هنوز هم که یکی دو سال از مرگش می‌گذرد، سلبریتی است. «سلبریتی» مفهومیست که محصول دوره حکومت رسانه‌های جمعی بر اذهان مردم است. سلبریتی‌ها الزاما صاحب ویژگی‌های خاص در میان هم‌صنفان‌شان نیستند بلکه تنها وجه تمایز آنها نسبت به همکاران خود، شهرت‌شان است. این شهرت بر بستر رسانه‌های جمعی شکل می‌گیرد. اصولا هم اولویت‌های اصلی رسانه‌ها برای پرداختن به هر سوژه، خاص خودشان و مستقل از زمینه آن سوژه است. زیرا رسالت اصلی رسانه، سرگرم‌کردن مخاطب است. مثلا ممکن است چندین موسیقی‌دان و پژوهشگر و اندیشمند در حوزه موسیقی با قوی‌ترین استدلال‌های هنری و تکنیکی نشان دهند که موسیقی «پاشایی» بی‌ارزش و سطحی و در مقایسه با متوسط موسیقی پاپ فارسی، نازل است. اما خب آن مرحوم یک سوپراستار و سلبریتی است که مجلس ترحیمش تبدیل به یکی از بزرگ‌ترین گردهمایی‌های مردمی در زمان خودش می‌شود. پاشایی یک سلبریتی بسیار درخشان‌تر از سایر هم‌صنفانش است.داستان استفن هاوکینگ هم چیزی شبیه پاشایی است. با این تفاوت که او از بالای برج دسترسی‌ناپذیر عاج «علم» می‌آید؛ جایی که جامعه‌شناسان دقیقی چون اباذری، به‌راحتی با پرس‌وجو از دوستان‌شان نمی‌توانند عیار طرف را بسنجند؛ دنیای جستجوگران پاسخ این سوال اساسی که «ما از کجا آمده‌ایم و چرا کیهان این جور است که هست؟» فرهنگ شهرت چیزی فراتر از علاقه به آدم‌های مشهور، انعکاسی از ارزش‌های جمعی و نمایش رابطه پیچیده میان انتظارات اجتماعی و واقعیت‌های اجتماعی- اقتصادی است. هاوکینگ با شناخت دقیق از مکانیزم‌های اجتماعی همواره با بهره‌برداری از شهرتش سعی می‌کرد اظهار نظرهای شگفت‌انگیزی در مسایل مربوط یا نامربوط به تخصصش انجام دهد. اظهارنظرهایی که گاهی بدیهی، گاهی بسیار غلوآمیز و گاهی بی‌سروته بوده‌است.قسمت اول را از اینجا بخوانید: درخشش ابدی یک ذهن مشهورقسمت دوم را از اینجا بخوانید: نظریه‌ای برای پایین کشیدن کرکره فیزیک نظریمنابع:۱. مقدمه بازنگری تاریخچه زمان، استفن هاوکینگ، ترجمه کوروش زعیم۲. توهم سلبریتی، تیموتی کالفیلد، ترجمه نجمه رمضانی، سایت ترجمان۳. تایمز لندن، نسخه ۲ سپتامبر ۲۰۱۰۴. Introducing Einstein’s Relativity, R. d’Inverno۵. Invitation to Contemporary Physics, Q. Kim, N. Kumar, C. S. Lam۶. هاوکینگ و سیاه‌چاله‌ها، پل استراترن، ترجمه ابوالفضل حقیری

نظریه‌ای برای پایین کشیدن کرکره فیزیک نظری

مهدی صارمی‌فر — Sun, 12 Jan 2020 10:12:45 +0330

به مناسبت سال‌روز تولد استفن هاوکینگ - قسمت دومدر قسمت قبل گفتیم که بیماری هاوکینگ و مقاومت مثال‌زدنی او در برابر بیماری، چقدر در شهرت این ذهن درخشان تاریخ علم موثر بوده‌است. در این قسمت بیشتر به ایده «نظریه همه‌چیز» می‌پردازیم.قسمت اول را از اینجا بخوانید: درخشش ابدی یک ذهن مشهورقسمت سوم را از اینجا بخوانید: شرط‌بندی‌های آماتور آقای سلبریتیسال ۱۹۷۹ دیگر هاوکینگ در محیط علمی یک سوپراستار شده‌بود و داشت پله‌های شهرت را طی می‌کرد. اما هنوز برای «مایکل جکسون» شدن، چیزی به عظمت «تریلر» کم بود. سخنرانی جنجالی هاوکینگ به‌مناسبت تکیه‌زدنش بر کرسی لوکاسین، این کار را انجام داد. عنوان سخنرانی این‌بود: «آیا پایان فیزیک نظری نزدیک است؟» روزی که هاوکینگ، درحال تبدیل‌شدن به مایکل جکسون کیهان‌شناسی بود، جمعیت زیادی برای شنیدن سخنرانی‌اش در جلسه حاضر بودند. متن سخنرانی استاد را یكی از دانشجویانش می‌خواند. هاوكینگ سراغ موضوعی اسطوره‌ای در تاریخ علم رفته بود: «نظریه همه‌چیز».آنچه در سپهر عمومی به «نظریه همه‌چیز» معروف است (و البته هنوز به‌دست نیامده) قرار است توصیفی یگانه، سازگار و كامل از همه چیز ارائه کند. به اصطلاح فنی، یعنی تمام نیروهای بنیادی عالم را در قالب یک نظریه پیمانه‌ای وحدت‌یافته (انتقال نیرو با استفاده از ذراتی که آن‌ها را بوزون می‌نامیم) توصیف کند. هنوز هم هستند افرادی که مدعی‌اند که اگر بشر به‌چنین توصیفی دست پیدا‌کند به «پایان» فیزیك نظری رسیده‌است. کک این ایده را به طور جدی آلبرت انیشتین در تنبان فیزیک نظری انداخت. البته هاوکینگ بعد از این ادعا اعتراف كرد كه پس‌از این «كارهای زیادی باقی می‌ماند كه باید انجام داد» اما این «شبیه كوهنوردی، پس از فتح اورست است».اما آیا واقعا این اتفاق می‌افتد؟شاید بد نباشد به ریشه تاریخی این نوع تفکر «غایت‌انگار» نگاهی بیاندازیم. تقریبا هر چندسالی که علم به محدوده‌ای می‌رسد که کشفیات انقلابی برای مدتی راکد می‌شوند، این ایده سراغ متفکرین آن زمان می‌آید. اما یک ایده انقلابی که معمولا با کشف یک پدیده فیزیکی و توصیف پدیده‌شناختی آن صورت می‌گیرد، همه‌چیز را به‌هم می‌ریزد. یکی از اولین بارهایی که بشر فکر کرد که جواب همه‌چیز را پیدا کرده، ۲۶۰۰ سال پیش بود. آن موقع در یونان باستان، فیلسوفی به‌نام تالس مالتی (یعنی اهل منطقه مالت) تصور کرد كه آن‌را یافته‌است و جواب «آب» است!از آن‌پس، فیلسوفان و دانشمندان، در طول قرون دائماً تصور كرده‌اند كه آن‌را یافته‌اند یا در آستانه یافتنش هستند. فهرست نامزدهایی كه از آنها به‌عنوان کلید حل همه‌چیز نام برده شده، بسیار مفصل است اما جالب‌توجه‌ترینشان این‌ها هستند: آتش، هوا، اتم، اصول بنیادی هندسه اقلیدسی، مونادها، گرانش، دوباره اتم‌ها، منطق ریاضی، نظریه ابرگرانش، نظریه ریسمان، ابرریسمان‌ها و …هاوكینگ در زمان سخنرانی لوكاسین خود، تصور می‌كرد كه احتمال زیادی وجود دارد كه نظریه همه چیز، تا پایان قرن بیستم، كشف شود. او حتی نامزدی احتمالی برای آن پیشنهاد كرد: نظریه ابرگرانش N8. تا مدتی تصور می‌كردند كه ممكن است كلید حل مسئله را در شكلی از گرانش بیابند. زیرا ثابت جهانی گرانش (G) ظاهراً ساختار جهان را تعیین می‌كرد و احتمالاً با سن عالم، متناسب بود.ایده‌های هاوکینگ در دنیای علمی کاملا منطقی بررسی شدند. اما معلوم نیست که آیا او واقعا به بازخورد صحبت‌هایش در محیط عمومی فکر کرده‌بود یا نه. به‌هرحال از صاحب کرسی لوکاسین، انتظار می‌رود که جایگاه علمی این صندلی را شناخته و همیشه حواسش باشد که چه می‌گوید. اما هاوکینگ این‌بار حواسش را خوب جمع نکرده‌بود. جنجال‌هایی که روزنامه‌نگاران حرفه‌ای دانش و متخصصین حرفه‌ای در شاخه‌های دیگر غیر از فیزیک نظری (البته اکثرا مذهبی) به‌راه انداختند، بی‌نظیر بود.حرف‌هایی که از آن روز آغاز شد، تا امروز و پس از مرگ آن مرحوم، گریبانش را گرفته‌است. هیچ‌کس دقیقا نمی‌داند هاوکینگ، این شخصیت برجسته علمی، صاحب یکی از مهم‌ترین کرسی‌های علمی دنیا، چرا چنین حرف غیرعلمی را زد. اما از آن بدتر این که وقتی در پایان ثابت شد كه ابرگرانش ۸، بیش‌از آن‌كه جامع باشد، پیچیده است و چندان به‌درد نمی‌خورد، هاوکینگ باز هم از تکاپو نیافتاد. این دیگر خیلی عجیب بود.نظریه همه‌چیز، از ابرگرانش تا ابرریسمانوقتی رهیافت ابرگرانش برای رسیدن به نظریه همه‌چیز به پاشوره خورد، هاوكینگ دیدگاه‌اش را به نفع نظریه ابرریسمان، تغییر داد. در این نظریه ادعا می‌شود كه اجرام بنیادی كه جهان را تشكیل می‌دهند، نه ذرات ریز كه اجرام ریسمان مانند تك بعدی هستند. گفته می‌شود كه این رشته‌های بی‌نهایت ریز، تقریباً ۱۰ به‌توان منفی ۳۵ متر طول دارند (یک میلیاردم میلیاردم میلیاردم میلیاردم متر) و با این‌همه ممكن است تمام ذرات و نیروهای شناخته‌شده را در ظرفی نهایی متحد کنند. در دهه ۱۹۸۰، هاوکینگ پایان قرن را زمان نهایی برای تدوین نظریه همه‌چیز نامید.وقتی اوضاع خیلی هم خوب پیش‌نرفت (اوسط دهه ۱۹۹۰) دوباره هاوکینگ مدعی شد که حداقل بیست سال دیگر طول خواهد كشید تا نظریه ابرریسمان شرح داده‌شود و ماجرا حل شود. آن‌زمان هنوز «انرژی تاریک» این «ناپیداترین معمای هستی» که امروز گریبان لب‌لباب عقلانیت بشر مدرن و بنیادی‌ترین بخش فیزیک نوین، یعنی «مدل استاندارد ذرات بنیادی» را گرفته، کشف نشده‌بود.از راست: هاوکینگ، ادوارد ویتن، دیوید گراس (هند، موسسه تاتا، کنفراس ریسمان، سال ۲۰۰۱)اما اوایل قرن جاری، هاوکینگ باز هم روی صحنه آمد و در سخنرانی رویایی که تبدیل به یکی از مشهورترین سخنرانی‌ها در تاریخ علم شد ادعا کرد که در تمام این مدت، اشتباه می‌کرده‌است. سخنرانی که در کمبریج بیان می‌شد، به صورت اینترنتی و هم‌زمان در هاروارد، ام‌آی‌تی و کلتک هم پخش شد. هاوکینگ در آن سخنرانی به اشتباه تاریخی خود درباره اظهارنظر در زمینه پایان عمر فیزیک نظری اعتراف کرد و گفت حتی اگر ابرریسمان در آینده بتواند همه نیروهای بنیادی که بشر تا امروز کشف کرده را در یک نظریه واحد بیان کند، بازهم کرکره بازار فیزیک نظری پایین کشیده نخواهد شد و مطاعش هم‌چنان خریدار خواهد داشت.دیگر کاری باقی نمانده؟به‌هرحال حرف‌های هاوکینگ درباره نظریه همه چیز، رویش باقی مانده‌است. چنین وضعیتی را پیش‌از این نیز در محیط‌های علمی داشته‌ایم. وقتی در اوایل قرن نوزدهم ریاضی‌دان بزرگ فرانسوی پیر-سیمون دو لاپلاس (Pierre-Simon de Laplace) مدعی شد که مکانیک کلاسیک (قوانین حرکت نیوتن) توانسته توصیف کاملی از جهان به‌ما بدهد و وقتش رسیده بگوییم که «تنها کافیست که بردار سرعت و بردار مکان همه ذرات عالم را داشته‌باشیم تا بتوانیم آینده را تا ابد و با تمام جزییات پیش‌بینی کنیم» البته به همراه یک ماشین حسای قوی!چند سال بعد از این‌که لاپلاس این ادعا را مطرح کرد، تازه آزمایش‌هایی مثل تابش جسم سیاه انجام شد. آزمایشی که بین فیزیک‌دانان آن زمان به «فاجعه فرابنفش» معروف شد. این آزمایش سرآغاز تدوین نظریه‌ای به‌نام مکانیک کوانتمی در ۴۰ سال بعد شد یعنی اواسط دهه ۱۹۲۰.از سوی دیگر همین مکانیک نیوتنی، با آن‌همه عظمتش (کشف سیاره نپتون اوج قدرت میراث نابغه بزرگ اعصار، آیزاک نیوتن بود) در توصیف لنگ زدن مدار سیاره عطارد کم آورد. این مقدار لنگی، آن‌قدر کم است که غیرقابل باور است: تنها ۴۳ ثانیه قوسی در هر قرن، اما به‌هرحال با مکانیک نیوتنی غیرقابل توضیح است.این‌بار هم نسبیت‌عام با کارهای آلبرت اینشتین بود که توانست توصیف کامل‌تری از گرانش نسبت به معادله معروف گرانش نیوتن به‌دست بدهد. حالا هاوکینگ هم مثل لاپلاس تبدیل به دانشمندی شد که ضرب‌المثل حرف‌هایی است که انسان را به‌یاد عادت‌های عجیب سلبرییتی‌های دنیا موسیقی و سینما می‌اندازد. او مدعی شده‌بود که به زودی نسبیت‌عام و مکانیک کوانتمی، این دو جزء تا امروز آشتی‌ناپذیر فیزیک نظری تا پایان قرن بیستم، آشتی خواهند کرد و راهی را که انیشتین آغاز کرده بود، بالاخره به مقصد نهایی خواهد رسید.هرچند مرحوم هاوکینگ در پایان از اصرار بر کشف نظریه همه‌چیز دست برداشت، اما محیط شبه‌علم که مانند محیط آکادمیک نیست. «نوابیغ» از ایده‌های «نوابغ» استفاده می‌کنند تا چرندیات خود را به‌خورد خلق بدهند و هاوکینگ، این صاحب کرسی نیوتون، هم خوراک خوبی برای آن‌ها آماده کرده‌بود. او باید بیشتر مواظب آثار جانبی حرف‌هایش در بیرون محیط علمی می‌بود. اشتباه بزرگی که نمی‌دانیم از روی عمد بود یا نه ولی بدون شک، باعث شهرت جهانی هاوکینگ و درعین حال بی‌اعتمادی مردم عادی به فیزیک نظری در تدوین نظریه همه‌چیز شد. او برای مردم یک هدف غایی ترسیم کرد از این‌که آن قسمت از پول مالیات‌شان که صرف پژوهش‌های نظری می‌شود، راهی زباله‌دان نمی‌شود، بلکه به‌زودی دانشمندان جواب همه‌چیز را پیدا می‌کنند.ردپای غایت‌انگاری در آجرهای کمبریجبهتر است در این‌جا جملاتی را از زندگی‌نامه هاوکینگ به قلم جرج استراترن نقل به مضمون کنیم: ویتگنشتاین [از قضا هم‌دانشگاهی هاوکینگ- انگار غایت‌انگاری از تک‌تک آجرهای سرخ‌رنگ باستانی دیوارهای کمبریج می‌بارد!] هنگامی كه فكر می‌كرد به «جواب نهایی مسائل» فلسفه رسیده‌است، دریافت «هنگامی كه این مسائل حل شوند، به چه‌چیز اندكی رسیده‌ایم». [تفاوت ویتگنشتاین اول و دوم را در تفاوت دو کتاب «رساله منطقی-فلسفی» و «پژوهش‌های فلسفی» می‌توان یافت.] این فلسفه در قرن بیستم، با درك این نكته كه چیزی به نام حقیقت غایی وجود ندارد، برخلاف علم، به بلوغ رسیده‌است.چنین حقیقتی، نه در عرصه فلسفه و نه در عرصه علم وجود ندارد. هم علم و هم فلسفه، فقط نظام‌هایی هستند كه با آنها زندگی می‌كنیم و برداشت ما از این نظام‌ها به همراه برداشت ما از حقیقت، متحول می‌شود. هر دو نظام بر آن‌چه كه برای ما مفید است، مبتنی هستند و با روشی كه برای نگرش جهان اتخاذ می‌كنیم، متناسبند. ابرریسمان غایی را بیش از آتش یا اتم نمی‌توان «حقیقت» دانست. یا از طرف دیگر، ممكن است روشن شود كه به همان اندازه آتش یا اتم در دوران خود، حقیقت دارد.البته ویتگنشتاین هم وقتی تصور کرد که بیان منطقی و اصل موضوعی فلسفه «جواب نهایی» است، هیچ‌گاه تصور نمی‌کرد گروهی خوشحال در وین با استفاده از بیان اصل موضوعی او و شواهدی که دیدگاه کپنهاکی مکانیک کوانتمی در آن زمان به‌وجود آورده‌بود (دیدگاه احتمالاتی که امثال انیشتین با آن موافق نبودند اما موفقیت‌های کاربردی بی‌نظیری تا امروز داشته‌است) بنیان تحصل‌گرایی (پوزیتیویسم) منطقی را بریزند و سرمنشا طرز تفکری بشوند که بدون شک مسئول بسیاری از عوارض بشری به‌خصوص در نیمه اول قرن بیستم شد.بدیبینانی مثل کارل پوپر معتقدند که نحله‌های فکری برآمده از این تحصل‌گرایی منطقی برخاسته از حلقه وین بود که در آن زمان چنین آتش دو جنگ جهانی را در خرمن خفتان عالم انداخت. برای همین است که می‌گوییم زدن چنین حرف‌های کاملا غیرعلمی و ناپخته (به‌دلیل عدم تسلط هاوکینگ بر فلسفه علم) از هاوکینگ بعید است. نمی‌دانم آیا هاوکینگ حداقل بعد از شنیدن ماجرای تهدید‌کردن پوپر با سیخ شومینه توسط ویتگنشتاین (در حضور برتراند راسل) آیا علاقه‌ای به‌خواندن «منطق اکتشاف علمی» پیدا کرد یا نه. ولی آن‌چه مسلم است این‌که هاوکینگ اشتباه کرد!قسمت اول را از اینجا بخوانید: درخشش ابدی یک ذهن مشهورقسمت سوم را از اینجا بخوانید: شرط‌بندی‌های آماتور آقای سلبریتی

درخشش ابدی یک ذهن مشهور

مهدی صارمی‌فر — Sat, 11 Jan 2020 13:55:42 +0330

به مناسبت سال‌روز تولد استفن هاوکینگ* - قسمت اولکمتر از ۲ سال از مرگ مرحوم استفن هاوکینگ، می‌گذرد. اما هنوز هم او یکی از چهره‌های مشهور و سلبریتی‌های دنیای علم (در بیرون اجتماع علمی) است. شاید بتوان گفت، در زمانه ما، بعد از آلبرت انیشتین از بقیه دانشگران و پژوهشگران تمام تاریخ مشهورتر است. حتی خیلی از مردم عادی، او را بزرگترین دانشمند سال‌های اخیر می‌دانند. اما آیا چنین عنوانی در جامعه علمی هم پذیرفته‌شده است؟ در اینجا می‌خواهم دلایل شهرت هاوکینگ نزد عامه را از دید خودم بررسی کنم.* بخش‌هایی از این نوشته، حدود ۷ سال پیش در روزنامه شرق و بخش‌هایی دیگر هم در زمان فوت آن مرحوم در اسفند سال ۱۳۹۷، در ماهنامه دانشمند منتشر شده‌است.شهرت استفن هاوکینگ، در اجتماع علمی و محیط آکادمیک، مدیون پژوهش‌هایی در کیهان‌شناسی است که او به‌همراه راجر پن‌روز (و دیگران) در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ درباره سیاه‌چاله‌ها و ساختار آن‌ها انجام داده‌بود. در آن‌زمان هاوکینگ با ‌استفاده هم‌زمان از معادلات مکانیک کوانتمی و نسبیت‌عام (گرانش)، توانست به‌نکات بسیار جالب و مهمی درباره ترمودینامیک سیاه‌چاله‌ها دست‌پیدا کند. این‌دستاوردها حاصل استفاده هم‌زمان، از این دو جز «آشتی‌ناپذیر» فیزیک نوین بود. این تلاش هاوکینگ، یکی از نخستین کارهای علمی در این‌زمینه در دنیاست. چه پیش‌از او حتی بزرگانی مثل آلبرت انیشتین که به‌دنبال یک توضیح (پیمانه‌ای وحدت‌یافته) از عالم بودند، در این‌مسیر به‌بن‌بست رسیده‌بودند. این دستاوردهای هاوکینگ، آن‌قدر جالب‌توجه بود که او را صاحب کرسی لوکاسین ریاضیات کمبریج کرد که پیش‌از او بسیاری از بزرگ‌ترین فیزیک‌دانان تاریخ در دوران‌های مختلف، بر آن تکیه زده‌بودند که مشهورترین‌شان آیزاک نیوتن و پل دیراک بودند. اما این همه ماجرا نیست. هاوکینگ برخلاف بسیاری از دانشمندان نه‌تنها در دنیای کوچک و عمیق مغزهای بزرگ، مشهور است، بلکه در دنیای مردمان واقعی هم او بسیار مشهورتر از هم‌قطاران آکادمیک خود است. اما این شهرت هاوکینگ مدیون چیست؟بیماری ویران‌گرهاوکینگ در دوران تحصیلات مقدماتیش با مشکلات درسی بسیاری روبرو بود. البته مشکلات هاوکینگ از جنس آن افسانه‌ها و اسطوره‌هایی که درباره دانشمندان بزرگ می‌سازند که مثلا «فلانی در دوره دبستان کودن بود یا در ریاضیات تجدید می‌آورد» نبود. او واقعا شاگرد درس‌خوانی بود اما بهترین نبود. تقریبا می‌توان گفت که همیشه شاگرد دوم بود. حتی وقتی در امتحان ورودی کمبریج اول شد و انتظار داشت که بزرگ‌ترین کیهان‌شناسان آن روزگار، فرد هویل (Fred Hoyle) او را به شاگردی بپذیرد، این‌گونه نشد. او دوره کالج را در آکسفورد تمام کرد و سپس برای تحصیلات تکمیلی به کمبریج رفت.در سال آخر در آكسفورد، هاوكینگ از پله‌ها افتاه و سرش ضربه خورد. اول فكر كردند كه مست بوده. اما گاهی حتی در بستن بند كفش هم مشكل داشت. برای همین وقتی سال اول کمبریج، در تعطیلات میان‌ترم به‌خانه برگشت، پدرش گفت كه او باید برای معاینه به بیمارستان برود. آن‌جا پزشكان تشخیص دادند كه هاوكینگ آمیوتروفیك لیترال اسكلروسیس (ALS) دارد. این بیماری، نابودگر آن دسته از سلول‌های عصبی در نخاع و مغز است که فعالیت عضلانی را كنترل می‌كنند. یعنی عضلات را خشك می‌کند و بدن به حالت گیاهی درمی‌آید، اما ذهن در داخل آن كاملاً بدون نقص كارش را می‌کند. با این‌حال، هر ارتباطی با بیرون مثل حرف‌زدن، غیرممكن می‌شود و بیمار ظرف چند ماه می‌میرد. برای همین، در مراحل پایانی، برای مقابله با اثرات افسردگی مزمن، به بیمار مرفین می‌دهند. اما واكنش هاوكینگ، خاص تربیت و شخصیت ویژه او بود. همین واکنش ستایش‌برانگیز هاوکینگ در مواجهه با این بیماری، شاید یکی از دلایل شهرت او باشد.«قبل از آنكه پزشكان بیماری‌ام را تشخیص دهند، از زندگی خسته شده‌بودم. انگار هیچ‌كاری ارزش انجام‌دادن نداشت.» اما حالا اوضاع فرق کرده‌بود. او به یاد می‌آورد «خواب می‌دیدم كه می‌خواهند اعدامم كنند. ناگهان فهمیدم كه اگر خوب شوم، كارهای ارزشمند زیادی وجود دارد كه می‌توانم انجام دهم». هرچقدر هاوکینگ پس‌از شوک اولیه ناشی‌از خبر ابتلا به بیماری، از نظر فكری در حال بهبود بود، از لحاظ جسمی اوضاع چندان خوبی نبود. هربار که بروز نشانه‌های ALS شدید می‌شد معمولاً دوره‌ای از آرامش و پایداری به‌دنبالش می‌آمد كه مدت‌ها طول می‌كشید. اما پس‌از چند ماه هاوكینگ مجبور شد برای راه‌رفتن از عصا استفاده كند. آن روزها پزشكان فكر می‌كردند كه او كمتر از دو سال زنده خواهد ماند.سال ۱۹۶۵ بود و هاکینگ باید پروژه دکترایش را شروع می‌کرد. چیزی که موتور محرک او شد، آشنایی با دختری به‌نام «جین وایلد» بود. آن‌ها از هم خوش‌شان آمد و سرانجام با هم نامزد شدند. هاوكینگ بارها گفته که این ماجرا بود که «همه تغییرها را ایجاد كرد». او چیزی داشت كه برایش زندگی كند. اما اگر قرار بود ازدواج كند، کار لازم داشت و اگر کار می‌خواست باید دكترا می‌گرفت. اعتماد به نفس هاوكینگ بازگشته بود. از قضا او کیهان‌شناس نظری بود که برای پژوهش در آن، به هیچ وسیله آزمایشی نیاز نیست جز «مغز»؛ تنها قسمت سالم بدن هاوکینگ.از آن‌زمان تا ۱۴ سال بعد که او صاحب کرسی لوکاسین شد، بیماری رو به‌پیش‌رفت بود و کشفیات هاوکینگ و همکارانش درباره سیاه‌چاله‌ها بیشتر و بیشتر می‌شد. کشفیاتی که او را در رده یکی از مهم‌ترین اخترفیزیک‌دانان نظری قرارداد، درحقیقت محاسبات پیچیده ریاضیاتی بودند که یک انسان دارای معلولیت حرکتی که حتی نمی‌توانست قلم به‌دست بگیرد و روی ویلچر می‌نشست، انجام می‌داد؛ محاسبات در دنیایی سرشار از ماتریس و بردار و مشتق و عملگرهایی که از اندیس‌های‌شان پیدا بود که 4 بعدی هستند.دنیای فیزیک نظری، بسیار عجیب است. دنیایی که برای فهمیدن فقط یک خط محاسبه حداقل ۷ سال درس خوانده‌باشی و دانشجوی دکترا باشی. هاوکینگ با همه معلولیت‌اش این محاسبات را که دیگران با زجر روی کاغذ انجام می‌دادند، به راحتی در مغزش انجام می‌داد. این‌ها همه کافی بود که یک انسان یا حتی دانشمند معمولی را تا قله‌های رفیع شهرت و تبدیل‌شدن به یک «سوپراستار» بالا ببرد. مردی که نشان داد قدرت و توان ارده انسان را نهایتی نیست.از زمانی که پزشکان به هاوکینگ گفتند دوسال دیگر بیشتر زنده نیست، حدود نیم‌قرن زندگی کرد. در طول این مدت چند بار بچه‌دار شد، دوبار ازدواج کرد و با آن قیافه معصوم و دوست‌داشتنیش در جشن تولدهایش با ویلچر رقصید و حتی در یک سفر تمرینی فضانوردی شرک کرد و جاذبه صفر (سقوط آزاد در میدان گرانشی) را تجربه کرد. این یعنی اسطوره اراده و استفن هاوکینگ، تجسم واقعی انسانی با اراده بود. همین کافی‌ است که نام یک نفر را برای همیشه در تاریخ مانگار کند.در دهه ۱۹۷۰، هاوكینگ، با بی‌اعتنایی به بیماری خود به مهم‌ترین دانشگاه‌های دنیا سفر می‌کرد. اكنون او چهره علمی مشهور بین‌المللی می‌شد و می‌رفت كه جای خود را در صحنه بین‌المللی بیابد. او در همه سخنرانی‌هایش حضار را به‌وجد می‌آورد. مثلا معروف است که در سمیناری در كلتك، با بیان معادله‌ای ۴۰ جمله‌ای از حفظ، باعث کف‌کردن همه دانشجویان حاصر در جلسه‌شد. البته کمی‌هم بدشانس بود‌ که در آن‌جلسه جادوگر دنیای كوانتوم، گل-مان (Murray Gell-Mann) حاضر بود و خود را موظف دانست كه این نكته را یادآوری کند كه «اگر حافظه‌ام درست یاری كند، هاوكینگ یك جمله را از قلم انداخته‌است.» البته حق با گل-مان بود!قسمت دوم را از اینجا بخوانید: نظریه‌ای برای پایین کشیدن کرکره فیزیک نظریقسمت سوم را از اینجا بخوانید: شرط‌بندی‌های آماتور آقای سلبریتی

اسرار قدیمی‌ترین پرونده قتل تاریخ

مهدی صارمی‌فر — Wed, 08 Jan 2020 14:05:01 +0330

زندگی و روزگار اوتسی، مرد یخیشبیه‌سازی چهره مرد یخیدر آبان امسال، مقاله‌ای در ژورنال PLOS ONE منتشر شد که ابعاد جدیدی از زندگی مرد یخی را آشکار کرد. این مقاله با توجه به خزه‌هایی که در آخرین وعده غذایی که او خورده‌بود و [احتمالا] داروهای گیاهی که همراهش بود، نشان می‌داد که مرد یخی ۳۶ ساعت قبل از در ارتفاع بسیار پایین‌تری از جایی که جسدش پیداشده، حضور داشته و در آنجا غذای مفصل و شاهانه‌ای خورده‌است.در آخرین روزهای تابستان ۱۹۹۱، یک زوج کوهنورد آلمانی (هلموت و اریکا سیمون) در یخ‌رود اشنالشتال (Schnalstal) در کوه‌های اوتسال (ناحیه مرکزی-شرقی آلپ) در غرب اتریش، به جسدی برخورد کردند که لای یخ‌ها فرورفته بود. ابتدا تصور شد که این جسد یک کوهنورد یا خلبانی از جنگ جهانی اول است که پس از سال‌ها پیدا شده‌است. اما وقتی پلیس منطقه با بی‌دقتی تمام با دریل و تبر به‌جان جسد افتاد و آن را بیرون آورد، تازه پزشکی قانونی اداره آگاهی اینسبروک (Innsbruck - مرکز استان تیرول اتریش) متوجه شد که جسد مرد ۴۵ ساله‌ای که پیدا شده، یک شی ارزشمند باستانی، متعلق به ۵۳۰۰ سال پیش است!مرد یخی، آن‌طور که پیدا شدهبررسی‌های بعدی نشان داد که جسد، ۹۲ متر پشت مرز و در خاک ایتالیا قرار داشته و به‌این ترتیب پس از یک کشمکش حقوقی طولانی، جسد به همراه اشیایی که در کنارش بود، سال ۱۹۹۸ به ایتالیا منتقل شد و هم‌اکنون در موزه و پژوهشگاهی در بولتزانو در استان تیرول ایتالیا (در شمال شرق این کشور) نگه‌داری می‌شود.فلش، محل پیداشدن جسد را در نزدیکی قله اوتسال نشان می‌دهداز جمله اشیا همراه جسد، خنجر از جنس چخماق، یک تبر مسی، یک کمان با ۱۴ تیر از جنس استخوان ماهی، درفشی از جنس استخوان سگ، چند تکه ذغال و آتشزنه، مقداری قارچ و توت بود. لباس جسد، الیافی از جنس علف‌های بافته شده، پوست حیوانات و چرم بود و کفشی از جنس چرم خرس داشت که آسترش با پوست گوزن پوشیده‌شده بود.خنجر با تیغه از جنس سنگ چخماق (سمت چپ)، تبر مسی (وسط) و دو تیر (راست) از جنس استخوان ماهیدر طی این سال‌ها، انواع آزمایش‌های پزشکی مثل آزمایش اشعه اکس، سی‌تی‌اسکن و آزمایش‌های ژنتیک و بررسی دی‌ان‌آ میتوکوندریال مرد یخی انجام شد تا اسرار بیشتری از این جسد که دیگر اوتسی (Ötzi - به‌خاطر کشف در ناحیه اوتسال) نامیده می‌شد، استخراج شود. این نکته هم قابل‌توجه است که روی بدن اوتسی ۶۱ خالکوبی وجود دارد.بازشدن پرونده قتلسال ۲۰۰۱، حیرت‌انگیزترین راز اوتسی فاش شد. آن زمان یک رادیولوژیست بنام پل گوستنر (Paul Gostner) بقایای یک تیر پیکان‌دار که از پشت به شانه چپ اوتسی برخورد کرده‌بود را در بدنش کشف کرد. این کشف نشان داد که تیر از پشت تا قفسه سینه او را سوراخ کرده و با ایجاد یک حفره عمیق و پاره‌کردن تعدادی از شاهرگ‌ها، باعث خونریزی شدید شده و در چند دقیقه او کشته‌است. شرایط محیطی طوری بود که توانسته بود جسد مقتول را برای ۵۳۰۰ سال، دست‌نخورده حفظ کند. این کشف، قدیمی‌ترین نمونه قتلی است که تاکنون انسان توانسته به‌صورت مستند آن را بررسی کنند.سال ۲۰۱۰، گروهی از محققان حوزه‌های مختلف به سرپرستی دکتر ادوارد ایگارتر ویگل (Eduard Egarter Vigl) پاتولوژیستی که به «پزشک خانوادگی» اوتسی معروف است در یک سری عمل‌های جراحی تخصصی پشت سر هم، یک کالبدشکافی عمومی از بدن او انجام دادند تا به راز اینکه مرد یخی واقعا که بود و چطور زندگی کرده و اصلا چطور مرده، پی ببرند. شرایط منطقه‌ای که اوتسی در آن قرار گرفته بود، باعث شده‌بود تا آب به پوست او نفوذ کند و داخل پوستش یخ بزند و سطحی درخشنده و براق مانند نقاشی‌های رنگ لعابی به خود بگیرد. به‌این ترتیب جسد او تبدیل به یه مومیایی طبیعی شده‌بود. سایز عضله پشت‌بازوی اوتسی نشان می‌داد که با وجود قد ۱۶۵ سانتی‌متریش، مردی جنگی و تنومند بوده‌است.ادورد ایگارتر ویگر و همکارانش با آندوسکوپ آثار سر پیکان عامل مرگ اوتسی را در قفسه سینه او بررسی می‌کنند. پیکان، یکی از رگ‌های اصلی را بریده و باعث شده تا خونریزی شدید، خیلی زود او را از پا دربیاورد.تیم جراحی قسمتی از ماهیچه و جگر اوتسی را برداشتند. آنها حفره‌ای هم روی لگن خاصره او ایجاد کردند تا از استخوان آن قسمت نمونه‌ای برداشته و آزمایش دی‌ان‌آ روی آن انجام دهند. آنها بررسی‌هایی هم روی قفسه سینه او انجام دادند تا بلکه اطلاعات بیشتری در مورد تیری که او را از پای درآورده بود، بدست بیاورند و نمونه‌هایی از موهای قسمت‌های مختلف بدن او برداشتند. ایگاتر ویگل و همکارانش در مجموع ۱۴۹ نمونه بیولوژیکی از بدن اوتسی خارج کردند که مبنای پژوهش‌های روی او در ۱۰ سال گذشته بود.تلاش‌های اولیه برای تشریح شکم، ناامیدکننده بود. پیتر مالفرسینر (Peter Malfertheiner) از دانشگاه اتو وان‌گوریک (Otto von Guericke) در ماگدبرگ آلمان سعی کرده‌بود با یک آندوسکوپ که از گلوی اوتسی وارد بدن و شکم او کرده‌بود، اطلاعاتی را بدست آورد. اما سلول‌های ۵هزار ساله جسد اوتسی، کار را برای او مشکل کردند. ایگاتر ویگل هم از راه شکافی که قبلا جراحان اتریشی روی بدن اوتسی ایجاد کرده‌بودند، به داخل بدن او راه پیدا کرد و دو تکه بزرگ از غذهای هضم نشده در معده او را بیرون بیاورد.آخرین روز زندگی اوتسیآنالیزهای فیزیکی روی ایزوتوپ‌های عناصر استرانسیم و سرب در استخوان‌ها و دندان‌های او نشان داد که کودکی اوتسی در محل فعلی روستای ولتورنو، در شمال شرقی شهر بولتزانو، گذشته‌است. اما در جوانی به ۵۰ کیلومتر آن طرف‌تر به سمت شمال مهاجرت کرده و و بزرگسالیش را در محل دره ونوستا گذرانده‌است.همچنین پژوهش‌های شیمیایی دیگر مشخص کرد که آخرین ساعات زندگی او در فصل بهار بوده و آخرین گردش او احتمالا در محل فعلی روستای سنالس و ارتفاعات مشرف به آن برای پیدا کردن شکار بوده‌است. آزمایش‌های دقیق روی دستان او وجود چند جراحت را نشان می‌داد که احتمالا در یک نبرد در روزهای آخر عمرش اتفاق افتاده‌بود، نبردی که ممکن بود با قتل او مرتبط باشد. احتمالا این جراحت‌ها مانع به‌کارگیری تیرو کمان برای دفاع از خود شده‌بود. آنالیز غذای باقی‌مانده در روده او، مشخص کرد که چند ساعت قبل از مرگ، وعده مفصلی شامل گوشت گوزن قرمز به همراه مقداری نان گندم خورده‌است.با کنار هم قرار دادن این اطلاعات، پژوهشگران حدس می‌زنند که دشمنان مرد یخی احتمالا کینه و دشمنی با او داشته‌اند و در یک فرصت مناسب، وقتی او را تنها در کوهستان گیر آورده‌اند، کارش را یک سره کرده‌اند. پیش از این، پژوهشگران تصور می‌کردند که اوتسی با شکم خالی کشته شده‌است. بنابراین حدس می‌زدند که شاید در حال فرار بوده و مدتی غذایی برای خوردن نداشته یا زندانی بوده و به او غذا نمی‌دادند و او بعد از فرار کشته شده، اما آزمایش‌های جدید نشان داد که هرچند او یک بار در ۹ سالگی و بار دیگر در ۱۶ سالگی شاهد قحطی و بیماری سراسری بوده است، اما در زمان مرگ بسیار هم به او خوش می‌گذشته و در روز مرگش یک وعده کامل غذایی را با فراغت بال و فرصت کافی خورده است. پس احتمالا یک گروه مسلح از دشمن نمی‌توانسته دنبال او بوده باشد.پراکندگی محل رشد گونه‌هایی که در معده اوتسی پیدا شدهپژوهش‌های اخیر که توسط دکتر جیمز دیکسون (James H. Dickson) از دانشگاه گلاسکو انجام شده، براساس موادی که در معده اوتسی کشف شده حاکی از آن است که او در ارتفاع ۱۰۰۰ متری و ۳۶ ساعت قبل از مرگ غذای مفصلی خورده‌است. اما جسد اوتسی در ارتفاع ۳۲۱۰ متری پیدا شده‌است. برخی از خزه‌هایی که در ارتفاع کم رشد می‌کنند و اوتسی به‌همراه داشته، مهم‌ترین سرنخ‌های پژوهشگران بودند. دیکسون پراکندگی ۵ گونه از خزه‌های ارتفاعات پائین را بررسی کرد. زیستگاه بیشتر این خزه‌ها در دامنه‌های دره اشنالشتال بود.کالبدشکافیسال ۲۰۱۰ آندروس شوارز (Andrea Schwarz) جراح مغز و اعصاب، یک سری آندوسکوپی مغزی روی سر اوتسی انجام داد. او دنبال جواب این سوال بود که سایه اسرارآمیزی که در عکس‌های سی‌تی‌اسکن قبلی در قسمت عقبی جمجمه اوتسی دیده شده مربوط به چیست؛ یک لخته خون یا یک تومور بدخیم؟نتایج کالبدشکافی باعث شد تا داستان جدیدی برای زندگی مرد یخی و بخصوص آخرین لحظات زندگی او گفته شود. متخصصان مغز و اعصاب تشخیص داده بودند که خونی که در قسمت پشتی جمجمه مرد یخی لخته شده بود، در واقع بر اثر ضربه یا آسیبی شبیه پرت شدن از یک صخره بلند بعد از اصابت تیر به پشت او ایجاد شده است. تحلیل و بررسی آخرین وعده غذایی که در معده او قرار داشت در کنار این ضربه که به سرش وارد شده، پژوهشگران را به این نکته رساند که او به آن منطقه رفته بود تا با خیال راحت استراحت کند و در پناه صخره، از وزش باد خنک در امان باشد و با خیال راحت گوشت شکارش را بخورد. غافل از اینکه کسی در کمین او نشسته و منتظر فرصت است…اوتسی نمی‌دانست گوشتی که می‌خورد، آخرین غذای عمرش خواهد بود. ۱. اوتسی توقفی کوتاه کرده تا از خوردن کمی گوشت چرب که شکار کرده لذت ببرد. ۲. مدت کوتاهی بعد از خورد غذا، یک قاتل، تیر کشنده‌ای را به پشت او شلیک می‌کند. ۳. احتمالا قاتل ضربه محکمی هم به سر اوتسی هم زده تا کار جسم نیمه‌جان او را تمام کند. ۴. قاتل مرد یخی، چوب پیکانش را از پشت مقتول خارج می‌کند تا از روی تیر، پی به هویت قاتل نبرند.شگفتی‌های آزمایش ژنتیکبا استفاده از اطلاعات بدست آمده از ژن‌های او، اکنون ما می‌دانیم که مرد یخی موهای قهوه‌ای داشته و چشمانش هم قهوه‌ای بوده است. او به لاکتوز حساسیت داشته و نمی‌توانسته شیر بخورد. تحلیل‌های دی‌ان‌آ همچنین نشان دادند که اوتسی احتمالا به یک نوع بیماری قلبی-عروقی مبتلا بوده که اگر او بر اثر اصابت تیر هم از کشته نمی‌شد، به‌زودی زود به‌خاطر سکته قلبی جانش را از دست می‌داد. شاید شگفت‌انگیزترین یافته محققان کشف ردپای باکتری خاصی به نام بورلیا بوگدورفری در بدن مرد یخی بود که او را به اولین انسانی تبدیل کرد که بیماری لایم (Lyme) در او مشاهده شده است. بنابراین او در روزهای آخر عمرش از تب، سردرد، خستگی، افسردگی و خارش پوستی رنج می‌برده‌است.بازماندگان اوتسی!آلبرت زینک (Albert Zink) سرپرست تیمی که مطالعات ژنتیک روی اوتسی انجام داده‌است، به نتایج جالبی دست‌یافته. تیم او با بررسی کروموزم Y اوتسی (که فقط از پدر به ارث می‌رسد) و دی‌ان‌آ میتوکوندوریال (که فقط از مادر به ارث می‌رسد) نشان دادند که بازماندگانی از نسل مادری اوتسی دیگر در اروپا یافت نمی‌شود، اما بازماندگان نسل پدری او در اروپا بسیارند و در مناطقی چون جزایر ساردینیا و کورسیکا زندگی می‌کنند.اما از این جالب‌تر این که پس از بررسی اطلاعات ژنتیک حدود چهارهزار داوطلب، مشخص شد که ۱۹ نفر از اهالی منطقه تیرول ژن‌هایی دارند که در زیرگروه ژن‌های اوتسی هستند. از این هم هیجان‌انگیز تر اینکه سیمون گربر (Simon Gerber) یکی از کسانی که شباهت‌های بسیار زیادی از لحاظ ژنتیکی با اوتسی دارد، بیماری‌های مشابهی هم با او دارد ازجمله همان عدم تحمل لاکتوز! زندگی اوتسی، یک زندگی معمولی از جنس زندگی هزاران نفر دیگر در پنج‌هزار سال قبل بوده‌است. خیلی‌ها از آنها زندگی کردند و کشته شدند و بدنشان از بین رفته و اثری از آثارشان نیست. اما اینکه بدن یک انسان به این قدمت، با این میزان سلامت به دست انسان‌های امروزی رسیده، اهمیت او را اینقدر زیاد کرده و حالا ما از هرکدام از جنبه‌های زندگی او، مثل غذاها، محل زندگی، بیماری‌ها و حتی نوع مرگ او به‌عنوان رازهایی یاد می‌کنیم که باید مبالغ هنگفت خرج و زمان‌های طولانی صرف شود تا بلکه به قسمتی از رازهای سر به مهر مرد اسرار آمیز یخی پی ببریم.هنرمندان، در نهایت با استفاده از گمانه‌زنی‌های پزشکان و باستان‌شناسان، از اوتسی مدلی ترسیم کرده و فرضیات آنها را به تصویر کشیدند.منابعStuff You Should Know (Podcast):1. The Murder Mystery of Ötzi the IcemanNational Geographics:2. Unfrozen3. 5 Surprising Facts About Otzi the IcemanLive Science:4. Ötzi the Iceman&#x27;s Unfortunate Last Journey Possibly Uncovered5. Mummy Melodrama: Top 9 Secrets About Otzi the IcemanPLOS|ONE:6. Seventy-five mosses and liverworts found frozen with the late Neolithic Tyrolean Iceman: Origins, taphonomy and the Iceman’s last journeyFact and Details:7. OTZI, THE ICEMAN8. SCENARIO OF OTZI’S DEATHسایر منابع:9. Origin and migration of the Alpine Iceman10. The microbiome of the ice age man11. Nürnbergerin entdeckte vor 25 Jahren Ötzi-Mumie

سلام دنیا!

مهدی صارمی‌فر — Tue, 07 Jan 2020 11:05:05 +0330

سلام دنیااولین پست در ویرگول!بعد از اولین تلاش، ویرگول تذکر داد که باید متن حداقل ۳۰۰ کاراکتر باشد. برای همین من هم دست به دامن «لورم ایپسوم» شدم!***متن بی‌معنی «لورم ایپسوم» که در فارسی به آن «طرح‌نما» هم می‌گویند، متنی است که صرفا برای پرکردن فضای خالی در گرافیک کاربردی استفاده می‌شود. اما این متن همچین هم بی‌معنی نیست. بلکه برگرفته از یکی از رساله‌های سیسرو (مارکوس تولیوس سیسرون) خطیب، سیاست‌مدار و فیلسوف رومی قرن اول پیش‌از میلاد است. این متن از «رساله‌ای در باب خیر و شر» (De finibus bonorum et malorum) برداشته‌شده‌است.در دهه ۱۹۶۰ از این متن به‌طور جدی برای تنظیمات ماشین‌های چاپ استفاده شد. نخستین بار در دهه ۱۹۸۰ ادوبی در نرم‌افزار PageMaker آن را وارد دنیای دیجیتال کرد. سپس در دهه‌های بعد Joomla! و Wordpress و لاتک (LaTex) سپس اپل (در نرم‌افزار Pages و Keynote)، مایکروسافت (در نرم‌افزار Word) و گوگل و سایرین از آن در متن‌های پیش‌زمینه خود استفاده کردند.این متن لورم ایپسوم فارسی است:«لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است. چاپگرها و متون بلکه روزنامه و مجله در ستون و سطرآنچنان که لازم است و برای شرایط فعلی تکنولوژی مورد نیاز و کاربردهای متنوع با هدف بهبود ابزارهای کاربردی می باشد. کتابهای زیادی در شصت و سه درصد گذشته، حال و آینده شناخت فراوان جامعه و متخصصان را می طلبد تا با نرم افزارها شناخت بیشتری را برای طراحان رایانه ای علی الخصوص طراحان خلاقی و فرهنگ پیشرو در زبان فارسی ایجاد کرد. در این صورت می توان امید داشت که تمام و دشواری موجود در ارائه راهکارها و شرایط سخت تایپ به پایان رسد وزمان مورد نیاز شامل حروفچینی دستاوردهای اصلی و جوابگوی سوالات پیوسته اهل دنیای موجود طراحی اساسا مورد استفاده قرار گیرد.»تصویر رساله سیسرو در باب خیر و شرمتن لاتین لورم ایپسوم:Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat. Duis aute irure dolor in reprehenderit in voluptate velit esse cillum dolore eu fugiat nulla pariatur. Excepteur sint occaecat cupidatat non proident, sunt in culpa qui officia deserunt mollit anim id est laborum.این هم تصویر سوتی نمونه‌خوانی یک روزنامه سنگاپوری که صفحه‌آرا وسط متن، لورم ایپسوم را کار کرده و نمونه‌خوان متوجه نشده:The Straits Times, 26 April 2014