بر پایه تحقیقات تجربی و تئوری اخیر در فیزیک ذرات بنیادی دانشمندان یک تسلسل تکاملی برای پدیده ها بعد از بیگ بنگ پیشنهاد کردند.این تسلسل به اسم « مدل استاندارد انتظام گیتی» شناخته می شود و در شکل پایین مراحل آن نشان داده شده است.

ماده تاریک

اطلاعات دریافتی بسیارزیادی حاکی ازآنست که 90 در صد جهان از ماده غیرقابل مشاهده ای تشکیل شده که خصوصیا ت عجیبی دارد و کلا" نمیتواند از ماده مرئی معمولی باشد .

ماده تاریک برای ما نا شنا خته است وذراتی هستند که برهمکنش ضعیف دارند و در مراحل بسیار اولیه تحول عالم، بمقدار خیلی زیادی تولید شده اند و بر دینامیک عالم حاکم میباشد .

یکی از بزرگترین دستآ وردها ی علم در قرن بیستم، تشخیص عناصر شیمیائی بود. با کمی بیش از یکصد عنصر، دانشمندان توانستند ترلیونها ترلیون امکان شکل گیری ماده ، ازDNA تا جانوران و ستاره هائی را که منفجر میشوند توضیح  دهند. عناصر گوناگونی که زمین را تشکیل میدهند و ما با آنها آشنا هستیم  ما نند کربن ، اکسیژن و آهن . اینها همان عناصری هستند  که کهکشا نها ی دور را تشکیل میدهند . با تحلیل نوری  که از ستارگان درخشنده ، با  فاصله چند میلیارد  سال  نوری ، از کهکشانها  به ما رسید ،  دانشمندان  دقیقا"  همان عناصری را که در اطراف خود با آنها آشنا هستیم پیدا کردند . درواقع هیچ عنصر اسرار آمیزی در تمام عالم پیدا نشده که ما در روی زمین با آن آشنا نباشیم .

جهان از اتمها و ساختارهای زیر اتمی تشکیل شده، این آخرین کلام فیزیک است.

New measurements of Mars' South Polar Region indicate extensive frozen water. The polar region contains enough frozen water to cover the whole planet in a liquid layer approximately 11 meters (36 feet) deep. A joint NASA- Italian Space Agency instrument on the European Space Agency's Mars Express spacecraft provided these data.

This new estimate comes from mapping the thickness of the ice. The Mars Express orbiter's radar instrument has made more than 300 virtual slices through layered deposits covering the pole to map the ice. The radar sees through icy layers to the lower boundary, which is as deep as 3.7 kilometers (2.3 miles) below the surface.

.The physical principles involved in analyzing star process run the gamut from classical thermodynamics and kinetic theory to general relativity and quantum mechanics. Stars represent laboratories for the observation of matter in physical extremes unattainable on the Earth.

This composite photo provided by NASA shows A powerful jet from a super massive black hole is blasting a nearby galaxy in the system known as 3C321, according to new results from NASA. This galactic violence, never seen before, could have a profound effect on any planets in the path of the jet and trigger a burst of star formation in the wake of its destruction.

لينک مطلب                                                         

 A black hole is a region of space whose attractive gravitational force is so intense that no matter, light, or communication of any kind can escape. A black hole would thus appear black from the outside. (However, gas around a black hole can be very bright.) It is believed that black holes form from the collapse of stars. As long as they are emitting heat and light into space, stars are able to support themselves against their own inward gravity with the outward pressure generated by heat from nuclear reactions in their deep interiors. Every star, however, must eventually exhaust its nuclear fuel. When it does so, its unbalanced self gravitational attraction causes it to collapse.

بازدید کننده ی گـرامی: برای مشـاهده متن کامل مقاله فوق می توانید بر روی ادامه مطالب کلیک کنید .... با تشکر از شمــا

Researchers have created an anti-reflective coating that allows light to travel through it, but lets almost none bounce off its surface. At least 10 times more effective than the coating on sunglasses or computer monitors, the material, which is made of silica nano rods, may be used to channel light into solar cells or allow more photons to surge through the surface of a light-emitting diode (LED)

سیاهچاله ها مناطقی از فضا می باشند که نیروی گرانش در آنجا به قدری زیاد است که هیچ چیز نمی تواند از آن منطقه بگریزد. سیاهچاله ها قابل رویت نیستند و در واقع نامرئیند زیرا حتی نور نیز در دام آنها گرفتار می شود. تشریح بنیادی سیاهچاله ها بر اساس معادلات موجود درتئوری نسبیت عام آلبرت اینیشتین مطرح شد. این تئوری در سال 1916 منتشر گردید.

A bunch of rowdy comets are colliding and kicking up dust around a dead star, according to new observations from NASA's Spitzer Space Telescope. The dead star lies at the center of the much-photographed Helix nebula, a shimmering cloud of gas with an eerie resemblance to a giant eye.

'We were surprised to see so much dust around this star,' said Dr. Kate Su of the University of Arizona, Tucson, lead author of a paper on the results appearing in the March 1 issue of Astrophysical Journal Letters. 'The dust must be coming from comets that survived the death of their sun.'

Spitzer's spectacular new view of the Helix nebula shows colors as seen in infrared and is online at http://www.nasa.gov/spitzer and www.spitzer.caltech.edu/Media. The dusty dead star appears as a dot in the middle of the nebula, like a red pupil in a green monster's eye.

This infrared image from NASA's Spitzer Space Telescope

 shows the Helix nebula, a cosmic starlet often photographed

 by amateur astronomers for its vivid colors and eerie resemblance to a giant eye.

The Helix nebula, located about 700 light-years away in the constellation Aquarius, was formed when a star much like our sun died and sloughed off its skin, or outer layers. Radiation from the dead star's hot core, called a white dwarf, heats the expelled material, causing it to fluoresce with vivid colors. This cosmic beauty, termed a planetary nebula, won't last long. In about 10,000 years, its shiny clouds will fade, leaving the white dwarf and its circling comets to cool down alone in empty space.

Astronomers have long studied the white dwarf at the center of the Helix nebula, but nobody had detected any dust close to it until now. Spitzer, an infrared space-based observatory, was able to pick up the glow of a dusty disk circling around the stellar corpse at a distance of about 35 to 150 astronomical units (an astronomical unit is the distance between our sun and Earth, which is 150 million kilometers or 93 million miles).

At first, Su and her team were shocked to see the dust. They said that when the star died, expelling its outer layers, dust in the system should have been blown away. The team then obtained more detailed data, which again pointed to the presence of a dusty disk.

Where is the dust coming from? According to the astronomers, it is most likely being freshly churned up by comets smashing into each other in the outer fringes of the white dwarf's system. A few million years ago, before the white dwarf formed, when it was still a lively star like our sun, its comets and possibly planets would have been in stable orbits, harmoniously traveling around the star. But when the star died, any inner planets would have burned up or been swallowed as the star expanded. Outer planets, asteroids and comets would have been jostled about and thrown into each other's paths.

Our own solar system will undergo a similar transformation in about five billion years. Like the Helix nebula, it will sparkle with colors. Our sun, which will have become a white dwarf, will be circled by a band of surviving outer planets and frenzied comets.

Spitzer has seen evidence before for such comet survivors around dead stars. In January of last year, astronomers reported using the observatory to find a dusty disk around a white dwarf, only the disk was much closer in, circling at a distance of only .005 to .03 astronomical units

'Finding evidence for planetary activity around a white dwarf is a surprise,' said Dr. George Rieke of the University of Arizona, a co-author of the paper. 'Finding it twice with such different properties is a shock!'

The Spitzer data might also help explain a mystery surrounding the Helix nebula's white dwarf. Previous observations with the German X-ray telescope Röntgensatellit and NASA's Chandra X-ray Observatory indicated that the white dwarf was throwing out highly energetic X-rays. While the white dwarf is hot, about 110,000 Kelvin (nearly 200,000 degrees Fahrenheit), it is not hot enough to explain the energetic X-rays. Astronomers thought that perhaps the white dwarf was accreting matter onto itself from a hidden companion star.

But the Spitzer observations point to a different answer. According to Su's team member Dr. You-Hua Chu of the University of Illinois at Urbana-Champaign, material in the newfound disk surrounding the white dwarf might be falling onto the star and triggering the X-ray outbursts. 'The high-energy X-rays were an unsolved mystery, said Chu. 'Now, we might have found an answer in the infrared.'

Other authors of this work include Drs. Patrick J. Huggins of New York University, New York; Robert Gruendl of University of Illinois at Urbana-Champaign; Ralf Napiwotzki of University of Hertfordshire, United Kingdom; Thomas Rauch of University Tubingen, Germany; William B. Latter of NASA's Herschel Science Center, Pasadena, Calif.; and Kevin Volk of Gemini Observatory, Hilo, Hawaii.

NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif., manages the Spitzer Space Telescope mission for NASA's Science Mission Directorate, Washington. Science operations are conducted at the Spitzer Science Center at the California Institute of Technology, also in Pasadena. Caltech manages JPL for NASA.

In a series of landmark observations gathered over a period of four months, NASA's Swift satellite has challenged some of astronomers' fundamental ideas about gamma-ray bursts (GRBs), which are among the most extreme events in our universe. GRBs are the explosive deaths of very massive stars, some of which eject jets that can release in a matter of seconds the same amount of energy that the sun will radiate over its 10-billion-year lifetime.

The core of a massive star in a distant galaxy collapses, ending its life though there is little effect visible at the surface. Deep inside, twin beams of matter and energy begin to blast their way outward.

When GRB jets slam into nearby interstellar gas, the resulting collision generates an intense afterglow that can radiate brightly in X-rays and other wavelengths for several weeks. Swift, however, has monitored a GRB whose afterglow remained visible for more than 125 days in the satellite's X-ray Telescope (XRT).

Swift's Burst Alert Telescope (BAT) detected the GRB in the constellation Pictor on July 29, 2006. The XRT picked up GRB 060729 (named for its date of detection) 124 seconds after BAT's detection. Normally, the XRT monitors an afterglow for a week or two until it fades to near invisibility. But for the July 29 burst, the afterglow started off so bright and faded so slowly that the XRT could regularly monitor it for months, and the instrument was still able to detect it in late November. The burst's distance from Earth (it was much closer than many GRBs) was also a factor in XRT's ability to monitor the afterglow for such an extended period.

The slow fading of the X-ray afterglow has several important ramifications for our understanding of GRBs. 'It requires a larger energy injection than what we normally see in bursts, and may require continuous energy input from the central engine,' says astronomer Dirk Grupe of Penn State University, University Park, Penn., and lead author of an international team that reports these results in an upcoming issue of the Astrophysical Journal.

One possibility is that the GRB's central engine was a magnetar — a neutron star with an ultra-powerful magnetic field. The magnetar's magnetic field acts like a brake, forcing the star's rotation rate to spin-down rapidly. The energy of this spin-down can be converted into magnetic energy that is continuously injected into the initial blast wave that triggered the GRB. Calculations by paper coauthor Xiang-Yu Wang of Penn State show that this energy could power the observed X-ray afterglow and keep it shining for months.

A burst observed on January 10, 2007, also suggests that magnetars power some GRBs. GRB 070110's X-ray afterglow remained nearly constant in brightness for 5 hours, then faded rapidly more than tenfold. In another paper submitted to the Astrophysical Journal, an international group led by Eleonora Troja of the INAF—IASF of Palermo, Italy, proposes that a magnetar best explains these observations.

'People have thought for a long time that GRBs are black holes being born, but scientists are now thinking of other possibilities,' says Swift principal investigator Neil Gehrels of NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., a co-author on both studies.

Deep at the heart of this event, the core has shrunk into a fantastically dense magnetar, a neutron star possessing a magnetic field trillions or even quadrillions of times stronger than Earth's.
  

Another surprising result from GRB 060729 is that the X-ray afterglow displayed no sharp decrease in brightness over the 125-day period that it was detected by the XRT. Using widely accepted theory, Grupe and his colleagues conclude that the angle of the GRB's jet must have been at least 28 degrees wide. In contrast, most GRB jets are thought to have very narrow opening angles of only about 5 degrees. 'The much wider opening angle seen in GRB 060729 suggests a much larger energy release than we typically see in GRBs,' says Grupe.

آيا انفجار بزرگ واقعا وجود داشته است؟

دانشمندان در اين زمينه هر چه بيشتر درباره گذشته و آينده پژوهش مي كنند نظرياتشان نامطمئن تر و ناپايدارتر مي شود. مثلا در حاليكه فاصله ماه از زمين و يا تاريخ اوليه كره زمين را به خوبي مي شناسيم به توجه به اين كه فقط 400 سال از عمر تاريخ پژوهش هاي جديد گذشته است بسيار مشكل مي توان به تاريخ ميلياردها ساله آغاز خلقت نظر انداخت. فرضيه انبساط عالم به خودي خود كافي نيست كه ما با اطمينان نتيجه بگيريم كه انفجار اوليه وجود داشته است. ولي در اينجا يك نكته جالب توجه ديگر نيز به آن افزوده مي شود: هرچه ما بيشتر به عمق كيهان نظاره مي كنيم در واقع بيشتر به عمق زمان گذشته مي نگريم. يك ستاره را كه در فاصله 10 سال نوري قرار دارد به همان صورتي مي بينيم كه 10 سال قبل بوده است. دورترين اجرامي را كه انسان مي تواند با تلسكوپ هاي بزرگ نجومي نظاره كند كوازارها هستند. ( Quasar مخفف عبارت نجومي Quasistallar object و عبارت است از عضوي از گروههاي گوناگون ستاره مانند كه داراي پرتوهاي قرمز استثنايي مي باشند و غالبا از خود فركانسهاي راديويي و نيز امواج نوري قابل ديدن منتشر مي كنند.) آنها در واقع كهكشانه هاي كاملا جواني هستند كه در مراحل اوليه شكل گيري به سر مي برند. حال اگر انسان نگاهش را در سمت دلخواهي به دورتر و بازهم دورتر متوجه كند بايد به مرزي برسد كه در آنجا آغاز خلقت را مشاهده كند و به عبارت ديگر آن گاز داغ اوليه را ببيند كه تمام كهكشانه ها - ستارگان - سيارات و موجودات از آن ايجاد شده اند. بنابراين مي بايست پيرامون ما را پيوسته پوسته كاملا درخشاني در دوردست احاطه مي كرد و آسمان هم مي بايست شب ها همچون روز روشن مي شد اما اين ديوار آتشين با سرعت زيادي از ما دور مي شود زيرا كه عالم لحظه به لحظه انبساط مي يابد سرعت دورشدن به قدري زياد است كه نور اين پوسته داراي طول موج بلندتري مي شود كه ما آن را فقط به صورت تشعشعات و امواج راديويي دريافت مي كنيم.دقيقا همين امواج هستند كه اكنون كشف شده. امواج مفروضي كه از همه جهات به طور يكنواخت بر ما مي تابند و به نام تشعشعات پيشينه - 3k نامگذاري شده اند. وجود اين پرتو ها را مي توان با راديو تلسكوپ ها به سادگي اثبات كرد اين تشعشعات تكيه گاهي مهم براي اثبات فرضيه انفجار اوليه مي باشد.

نظريه انفجار بزرگ

عالم در ابتدا چگونه به نظر مي آمد؟

آشكار است براي آگاهي از چگونگي اولين ثانيه ها و يا بهتر بگوييم اولين اجزاي ثانيه هاي پس از انفجار اوليه نبايد از ستاره شناسان پرسيد بلكه در اين مورد بايد به فيزيكدان هاي متخصص در امر فيزيك ذره اي مراجعه كرد كه در مورد تشعشعات و ماده در شرايط كاملا سخت و غير عادي تحقيق مي كنند و تجربه مي كنند. تاريخ كيهان معمولا به 8 مقطع كاملا متفاوت و غير مساوي تقسيم مي شود:

مرحله اول ( صفر تا 43- 10 ثانيه )

اين مساله هنوز برايمان كاملا روشن نيست كه در اين اولين اجزاي ثانيه ها چه چيزي تبديل به گلوله آتشيني شد كه كيهان بايد بعدا از آن ايجاد گردد . هيچ معادله و يا فرمول هاي اندازه گيري براي درجه حرارت بسيار بالا و غير قابل تصوري كه در اين زمان حاكم بود در دست نمي باشد.

مرحله دوم ( 43- 10 تا 32- 10 ثانيه)

اولين سنگ بناهاي ماده مثلا كوارك ها و الكترون ها و پاد ذره هاي آنها از برخورد پرتوها با يكديگر به وجود مي آيند. قسمتي از اين سنگ بناها دوباره با يكديگر برخورد مي كنند و به صورت تشعشع فرو مي پاشند. در لحظه هاي بسيار بسيار اوليه ذرات فوق سنگين - x نيز مي توانسته اند به وجود آمده باشند. اين ذرات داراي اين ويژگي هستند كه هنگام فروپاشي ماده بيشتري نسبت به ضد ماده و مثلا كوارك هاي بيشتري نسبت به آنتي كوارك ها ايجاد مي كنند. ذرات x كه فقط در همان اولين اجزاي بسيار كوچك ثانيه ها وجود داشتند براي ما ميراث مهمي به جا گذاردند كه عبارت بود از : ( افزوني ماده در برابر ضد ماده )

مرحله سوم ( از 32- 10 ثانيه تا 6- 10 ثانيه )

كيهان از مخلوطي از كوارك ها - لپتون ها - فوتون ها و ساير ذرات ديگر تشكيل شده كه متقابلا به ايجاد و انهدام يكديگر مشغول بوده و ضمنا خيلي سريع در حال از دست دادن حرارت هستند.

مرحله چهارم ( از 6- 10 ثانيه تا 3- 10ثانيه )

تقريبا تمام كوارك ها و ضد كوارك ها به صورت پرتو ذره ها به انرژي تبديل مي شوند. كوارك هاي جديد ديگر نمي توانند در درجه حرارت هاي رو به كاهش به وجود آيند ولي از آن جايي كه كوارك هاي بيشتري نسبت به ضد كوارك ها وجود دارند برخي از كوارك ها براي خود جفتي پيدا نكرده و به صورت اضافه باقي مي مانند. هر 3 كوارك با يكديگر يك پروتون با يك نوترون مي سازند. سنگ بناهاي هسته اتم هاي آينده اكنون ايجاد شده اند.

مرحله پنجم ( از 3- 10 ثانيه تا 100 ثانيه )

الكترون ها و ضد الكترون ها در برخورد با يكديگر به اشعه تبديل مي شوند. تعدادي الكترون باقي مي ماند زيرا كه ماده بيشتري نسبت به ضد ماده وجود دارد. اين الكترون ها بعدا مدارهاي اتمي را مي سازند.

مرحله ششم ( از 100 ثانيه تا 30 دقيقه )

در درجه حرارت هايي كه امروزه مي توان در مركز ستارگان يافت اولين هسته هاي اتم هاي سبك و به ويژه هسته هاي بسيار پايدار هليم در اثر همجوشي هسته اي ساخته مي شوند. هسته اتم هاي سنگين از قبيل اتم آهن يا كربن در اين مرحله هنوز ايجاد نمي شوند. در آغاز خلقت عملا فقط دو عنصر بنيادي كه از همه سبكتر بودند وجود داشتند : هليم و هيدروژن

مرحله هفتم ( از 30 دقيقه تا 1 ميليون سال پس از خلقت )

پس از گذشت حدود 300000 سال گوي آتشين آنقدر حرارت از دست داده كه هسته اتم ها و الكترون ها مي توانند در درجه حرارتي در حدود 3000 درجه سانتي گراد به يكديگر بپيوندند و بدون اينكه دوباره فورا از هم بپاشند اتم ها را تشكيل دهند . در نتيجه آن مخلوط ذره اي كه قبلا نامرئي بود اكنون قابل ديدن مي شود.

مرحله هشتم ( از يك ميليون سال پس از خلقت تا امروز )

از ابرهاي هيدروژني دستگاههاي راه شيري ستارگان و سيارات به وجود مي ايند. در داخل ستارگان هسته اتم هاي سنگين از قبيل اكسيژن و آهن توليد مي شوند. كه بعد ها در انفجارات ستاره اي آزاد مي گردند و براي ساخت ستارگان و سيارات و حيات جديد به كار مي ايند.
     

عناصر اصلي حيات زميني چه زماني پديدار شد؟

براي زمين با توجه به گوناگوني حيات كه در آن وجود دارد 3 چيز از اهميت خاصي برخوردار بوده است:

1. از همان ابتداي خلقت هميشه ماده بيشتري نسبت به ضد ماده وجود داشته و بنابراين همواره ماده براي ما باقي مي ماند.

2. در مرحله ششم هيدروژن به وجود آمد اين ماده كه سبك ترين عنصر شيميايي مي باشد سنگ بناي اصلي كهكشانه ها و سيارات مي باشد. هيدروژن همچنين سنگ بناي اصلي موجودات زنده اي است كه بعدا روي زمين به وجود آمدند و احتمالا روي ميلياردها سياره ديگر نيز وجود دارند.

3. در مركز ستارگان اوليه هسته اتم هاي سنگين از قبيل اكسيژن و يا كربن يعني سنگ بناهاي اصلي لازم و ضروري براي زندگي و حيات بوجود آمدند. آيا عالم همواره در حال انبساط خواهد بود؟

جنبش انبساطي يا به عبارت ديگر از همديگر دور شدن كهكشانه ها به هر حال رو به كند شدن است. زيرا جزاير جهاني متعدد در واقع به سمت يكديگر جذب مي شوند و در نتيجه حركت انبساطي آن ها كند تر مي شود. اكنون پرسش فقط اين است كه آيا زماني تمام اين حركت ها متوقف خواهد گرديد و اين عالم در هم فرو خواهد پاشيد؟ اين مساله بستگي به تراكم ماده در جهان هستي دارد. هر چه اين تراكم بيشتر باشد نيرو هاي جاذبه بين كهكشانه ها و ساير اجزاي گيتي بيشتر بوده و به همان نسبت حركت آن ها با شدت بيشتري متوقف خواهد شد. در حال حاضر چنين به نظر مي رسد كه تراكم جرم بسيار كمتر از آن است كه زماني عالم در حال انبساط را به توقف در آورد. به هر حال اين امكان وجود دارد كه هنوز جرم هاي بسيار بزرگ ناشناخته اي از قبيل ( سياهچاله هاي اسرار آميز) يا ( ابرهاي گازي شكل تاريك) وجود داشته باشند و نوترينو ها كه بدون جرم محسوب مي شوند جرمي هرچند كوچك داشته باشند. اگر اين طور باشد در اين صورت حركت كيهاني زماني شايد 30 ميليارد سال ديگر متوقف خواهد شد. در آن زمان كهكشان ها با شتابي زياد حركت به سوي يكديگر را اغاز خواهند كرد تا در نهايت به شكل يك گوي آتشين عظيم با يكديگر متحد شوند. آن زمان شايد مي بايد روي يك انفجار اوليه جديد ديگر و تولد يك عالم جديد حساب كنيم. با توجه به سطح كنوني دانش بشر و ميزان پژوهش هاي انجام شده بايد اينطور فرض كرد كه عالم تا ابديت انبساط خواهد يافت.

Using a quartet of space observatories, University of Maryland astronomers may have cracked a 45-year mystery surrounding two ghostly spiral arms in the galaxy M106.

The Maryland team, led by Yuxuan Yang, took advantage of the unique capabilities of NASA's Chandra X-ray Observatory, NASA's Spitzer Space Telescope, the European Space Agency's XMM-Newton X-ray observatory, and data obtained almost a decade ago with NASA's Hubble Space Telescope

Image of spiral galaxy M106 (NGC 4258)

M106 (also known as NGC 4258) is a stately spiral galaxy 23.5 million light-years away in the constellation Canes Venatici. In visible-light images, two prominent arms emanate from the bright nucleus and spiral outward. These arms are dominated by young, bright stars, which light up the gas within the arms. "But in radio and X-ray images, two additional spiral arms dominate the picture, appearing as ghostly apparitions between the main arms," says team member Andrew Wilson of the University of Maryland. These so-called "anomalous arms" consist mostly of gas.