تابع جرم اولیه

حتی زمانی که از روش‌های آماری خام با نمونه‌برداری محدود از ستارگان برای مطالعه توزیع جرم ستاره‌ای استفاده می‌کنیم،

به راحتی می‌توان دریافت که تعداد ستارگان کم‌جرم بسیار بیشتری نسبت به ستاره‌های پر جرم در کیهان وجود دارد.

در تلاش برای تعیین توزیع دقیق ستارگان نسبت به جرم آنها، از تابع توزیعی به نام تابع جرم اولیه (IMF) استفاده می شود. با این حال،

باید واضح باشد که یک تابع منفرد نباید قادر به بازتولید مشاهدات همه اجرام نجومی (مانند انواع مختلف خوشه‌های ستاره‌ای، کهکشان‌ها و غیره) باشد، زیرا متغیرهای زیادی

(مانند وجود میدان مغناطیسی، چرخش یا به عنوان مثال تلاطم) می تواند بر روند تشکیل ستاره تأثیر بگذارد.

تعیین IMF پیچیده است زیرا درخشندگی (در محدوده طول موج مشخصی) به جای جرم ستاره ای مشاهده می شود.

این درخشندگی باید به جرم های ستاره ای تبدیل شود. عوارض متعددی رخ می دهد.

به عنوان مثال، فاصله تا ستاره های مختلف باید با دقت ارزیابی شود. همچنین، جذب یا پراکندگی از محیط بین ستاره ای نیز می تواند وارد عمل شود.

@physic_fact | مجله علمی فیزیک فکت

این روزها که تصاویر ارسالی تلسکوپ james webb همه را شگفت زده کرده، بد نیست به یک نکته جالب حاشیه ای اشاره کنیم:

این تلسکوپ در فاصله 1.5 میلیون کیلومتری زمین قرار گرفته و اطلاعاتش را روی باند 25.9 گیگاهرتز به زمین ارسال می کند. سرعت ارسال تا 28 مگابیت بر ثانیه می رسد که معادل 12 گیگابایت در ساعت است.
جالب است بدانید که سرعت اینترنت ثابت در کشورمان حدود 10 مگابیت و اینترنت موبایل 27 مگابیت در ثانیه است. یعنی مهندسین ناسا می توانند اطلاعات ارسالی از 1.5 میلیون کیلومتری زمین را سریع تر از ما دانلود کنند.

https://lnkd.in/gwpa2a66
https://lnkd.in/g9ENdRtZ

مکانی متفاوت برای علاقه‌مندان به اخبار جیمز وب

پوشش اخبار تلسکوپ فضایی جیمز وب و تصاویر ارسال شده‌ی وب، پردازش داده‌ها، و تصاویر آزمایشی وب

نمیدانم چقدر به اخبار جیمز وب اهمیت میدید و چقدر تصاویر وب براتون جذابیت داره، اما پیشنهاد میکنم حتما در این کانال عضو بشید:

https://t.iss.one/+cZyLUmLJ01ZmYmY0

✨ما را به دوستانتان معرفی کنید✨

@news_JWST | کانال خبری وب

فعل و انفعالات ماده و تشعشع

میدان تابشی در ستارگان با پلاسمای ستاره در تعامل است و این بر انتقال آن از طریق ستاره تأثیر می گذارد.

کدورت تابشی یک کمیت فیزیکی است که تابعی از فرکانس است و توانایی ماده برای جذب یا پراکندگی فوتون ها را اندازه گیری می کند.

پراکندگی فوتون ها به عنوان انحراف این ذرات از مسیر حرکتشان به دنبال برهمکنش با ماده تعریف می شود. یک فرآیند پراکندگی فوتون‌ها را جذب نمی‌کند، اما همچنان فوتون‌ها را از پرتوهای تشعشع که با کمیت فیزیکی به نام شدت خاص توصیف شده است، می‌گیرد.

هنگامی که یک فوتون جذب می شود، فرض کنید توسط یک اتم به دنبال برانگیختگی نوری یک الکترون مقید، انرژی به دست آمده توسط اتم در نهایت به میدان تابش یا حمام انرژی حرارتی (یعنی به شکل انرژی جنبشی ذرات موجود در آن) توزیع می شود.

حال فهرستی غیر جامع از برهمکنش های بین تشعشع و ماده نشان خواهیم داد:

(الف) یک فوتون توسط یک اتم جذب می شود و آن را به سطح انرژی بالاتری برانگیخته می کند که به دنبال آن الکترون مقید به همان سطح اولیه ای که فوتون ساطع می کند، تحریک می شود.

این فرآیند به عنوان پراکندگی در نظر گرفته می شود. در این سری از فعل و انفعالات، انرژی تشعشعی به انرژی اتمی تبدیل شده و سپس به انرژی تابشی باز می گردد.

(ب) فوتون اتمی را برانگیخته می کند که در اثر برخورد با یک الکترون آزاد، تحریک زدایی به دنبال دارد.

بنابراین انرژی فوتون به انرژی جنبشی تبدیل می شود (توجه داشته باشید که بردار سرعت الکترون آزاد به دنبال برخورد افزایش می یابد).

ج) یک الکترون آزاد یک اتم را از طریق برخوردی تحریک می کند که به دنبال آن گسیل یک فوتون رخ می دهد. در این فرآیند،

انرژی جنبشی ابتدا به انرژی اتمی تبدیل می شود (توجه داشته باشید که بردار سرعت الکترون آزاد به دنبال برخورد کاهش می یابد) که پس از آن به انرژی تابشی تبدیل می شود.

(د) اولین الکترون آزاد یک اتم را برانگیخته می کند. به دنبال آن یک برانگیخته زدایی به دلیل برخورد اتم با دومین الکترون آزاد ورودی انجام می شود.

کل این فرآیند انرژی جنبشی را از اولین الکترون آزاد به دومین الکترون آزاد نشان داده شده در شکل منتقل می کند.

(ه) فوتون یک اتم را به سطح انرژی بالا برانگیخته می کند. به دنبال آن دو برانگیختگی تابشی متوالی انجام می‌شود.

سپس انرژی فوتون اصلی بین دو فوتون ساطع شده تقسیم می شود.

و) فوتون یک اتم را یونیزه می کند. به دنبال آن یک نوترکیبی (یا گرفتن الکترون از یک الکترون آزاد ورودی) که فوتونی را منتشر می کند که انرژی آن به سرعت الکترون گرفته شده بستگی دارد.

(ز) یک اتم با برخورد اتم با یک الکترون آزاد که انرژی جنبشی به اندازه کافی بزرگ دارد یونیزه می شود (این الکترون آزاد با بردار با بیشترین سرعت است).

به دنبال آن یک نوترکیب (یا گرفتن الکترون آزاد از دومین الکترون آزاد) به سطح انرژی اولیه می رسد. به دنبال نوترکیبی یک فوتون ساطع می شود.

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

‍ فعل و انفعالات ماده و تشعشع (۲)

(پلاسما) در اولین موردی که ذکر شد، الکترون برانگیخته ممکن است، برای مثال، مدت کوتاهی پس از آن، در حین گسیل یک فوتون، به سطح پایین‌تری سقوط کند.

هنگامی که این سطح پایین تر با سطح اولیه قبل از برانگیختگی یکسان باشد، انرژی فوتون جذب شده به میدان تابش باز می گردد و این یک فرآیند پراکندگی در نظر گرفته می شود زیرا انرژی فوتون جذب شده و گسیل شده یکسان است.

(آ). این نوع پراکندگی گاهی اوقات پراکندگی تشدید نامیده می شود.

فرآیندی که در آن یک الکترون برانگیخته فوتون ساطع می کند، گسیل خود به خودی نامیده می شود.

این به دلیل این واقعیت است که یک حالت اتمی برانگیخته طول عمر محدودی دارد و الکترون در نهایت به سطح پایین‌تری جاری می‌شود.

در مورد دوم که در بالا ذکر شد، جایی که انرژی فوتون جذب شده به حمام حرارتی محیط منتقل می شود، اتم برانگیخته ممکن است با ذره دیگری، به عنوان مثال یک الکترون آزاد برخورد کند.

و الکترون مقید برانگیخته می تواند به سطح پایین تری جاری کند و به الکترون آزاد که انرژی جنبشی می گیرد انرژی بدهد، بنابراین انرژی فوتون جذب شده به حمام حرارتی پلاسما منتقل می شود.

انرژی یک فوتون جذب شده را نیز می توان با ترکیب گسیل چند فوتون با انرژی کمتر تقسیم کرد (به عنوان مثال به شکل (e) مراجعه کنید).

در هر مرحله از این فرآیند، الکترون مقیدی که در ابتدا برانگیخته شده بود، به سطح انرژی پایین‌تری برانگیخته می‌شود.

انرژی جنبشی ذرات آزاد موجود در پلاسما نیز می تواند به انرژی تابشی تبدیل شود (شکل (c) را ببینید). برخوردها می توانند اتم ها را برانگیخته کنند که به نوبه خود می توانند فوتون ها را ساطع کنند.

در این مثال، بخشی از انرژی جنبشی ذره در حال برخورد به تابش تبدیل می شود. تحت اکثر شرایط فیزیکی موجود در ستارگان، فرآیندهای برخورد بر فرآیندهای تابشی (برانگیختگی و فوتیونیزاسیون) غالب هستند و بنابراین، انرژی اتمی و جمعیت حالت یونیزاسیون را می توان به ترتیب با معادلات بولتزمن و ساها به دست آورد.

بنابراین دانش دقیق از فعل و انفعالات بین تشعشع و ماده برای درک صحیح انتقال تشعشع در ستارگان حیاتی است.

الکترون‌های آزاد موجود در پلاسمای ستاره‌ای به دلایل زیر بر برانگیختگی و فوتیونیزاسیون‌های ناشی از برخوردها غالب هستند. قضیه برابری پیش بینی می کند که انواع مختلف ذرات در یک گاز ایده آل دارای انرژی جنبشی متوسط ​​یکسانی برابر با 3kT/2 هستند.

از آنجایی که جرم الکترون بسیار کوچکتر از جرم یک اتم است، سرعت متوسط ​​آن بسیار بزرگتر خواهد بود. بنابراین تعداد بسیار بیشتری از برخوردهای الکترو اتم نسبت به برخورد اتم-اتم وجود خواهد داشت.

بنابراین، در ستارگان، جمعیت سطوح انرژی اتمی و یون ها با برخورد الکترون-اتم به جای برخورد اتم-اتم تنظیم می شوند.

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

حالت های ممکن کوانتومی

حالت کوانتومی هر حالت ممکنی است که یک سیستم کوانتومی می تواند در آن قرار گیرد. یک حالت کوانتومی کاملاً مشخص (خالص) را می توان با یک بردار حالت، یک تابع موج یا مجموعه کاملی از اعداد کوانتومی برای یک سیستم خاص توصیف کرد.

یک حالت کوانتومی تا حدی شناخته شده (مخلوط)، مانند یک مجموعه آماری با برخی اعداد کوانتومی ثابت، در اصل با یک تابع موج قابل توصیف نیست و باید با یک ماتریس چگالی توصیف شود.

توصیف حالت خالص یا با استفاده از یک تابع موج (مکانیک موج) یا با استفاده از یک بردار حالت (مکانیک ماتریس)، که از نظر ریاضی معادل هستند، انجام می شود. حالت مخلوط با یک ماتریس چگالی توصیف می شود که یک شی ریاضی از نوع متفاوت است.

فرض کنید در دنیای ما همه ی سیب‌ها یا قرمز هستند یا سبز. حالا اگر ما سیبی از درخت بچینیم حتی اگر به آن نگاه نکنیم و نگذاریم هیچ کس دیگری به آن نگاه کند باز هم مطمئنیم که این سیب تنها یک رنگ مشخص دارد مثلا یا قرمز است یا سبز.

حالا فرض کنید این سیب یک الكترون است، تا زمانی که کسی به آن نگاه نکند، این سیب هم‌زمان هم قرمز خواهد بود و هم سبز. اما همین که فردی آن را مورد مشاهده قرار داد این سیب تنها یک رنگ مشخص اختیار می کند یعنی سیب ما یا قرمز خواهد بود یا سبز.

البته گفتنی است که در دنیای ذرات رنگ وجود ندارد. در واقع ذرات به جای رنگ ویژگی ذاتی خاصی به نام اسپین کوانتومی دارند. اسپین یک ذره به جهت چرخش آن مربوط می شود. برای مثال یک الکترون دارای دو نوع چرخش است.

چرخش ساعتگرد و چرخش پادساعتگرد. حالا طبق اصل برهم نهی تا زمانی که یک الکترون را مورد مشاهده قرار ندهیم، این ذره همزمان هر دو اسپین را دارا خواهد بود. یعنی هم زمان هم در جهت عقربه های ساعت و هم در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخد.

اما همین که الكترون را مورد مشاهده قرار دادیم تنها یک اسپین خواهد داشت. یعنی یا در جهت عقربه های ساعت می چرخد و یا در خلاف جهت عقربه های ساعت خواهد چرخید.

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

فرکانس رزونانس (Resonant frequency)
.
فرکانس رزونانس تنظیم شده بین دو سیستم نوسانی (دیاپازون) را با دقت ببینید، هر جا سخن از تابع موج و سیستم های فیزیکی است الگوی فوق قابل مشاهده است.
.
با کمی تخیل این الگو-رویداد در اتم ها با نوسان های میدان الکتریکی و الکترومغناطیسی آنها را قابل مشاهده و رنگ آمیزی می کند. دو دیاپازون الکترون ها، و فونون های گسیل شده برابر با فوتون ها هستند.
.
Channel: @physic_fact
Bot: @physics_sedighi_bot

به صدای تپ اخترها (ستاره های نوترونی که به اندازه یک شهر با سرعت در حال چرخش هستند) گوش دهید!

تپ اختر یک ستاره نوترونی بسیار مغناطیسی با شعاع ۱۰ تا ۱۵ کیلومتری است که جرم آن تا حدودی بیشتر از خورشید است که شعاع آن تقریباً ۱ میلیون کیلومتر است.

تابش ها در امتداد قطب های مغناطیسی منتشر می شود و پالس های تابشی با عبور پرتو از اتمسفر زمین دریافت می شود، همانطور که پرتویی از یک فانوس دریایی باعث فلاش می شود.

صداهای موجود در اینجا مستقیماً با امواج رادیویی ساطع شده توسط درخشان ترین تپ اخترهای آسمان مطابقت دارد که توسط برخی از بزرگترین تلسکوپ های رادیویی در جهان دریافت می شود.

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

مسئله افق در فیزیک ( the Horizon problem)
.
ویژگی های فیزیکی از جمله دما، حداکثر با سرعت نور منتقل میشوند. در صورتی که فاصله بین نواحی مختلف کیهان آنقدر زیاد است که حتی عمر کیهان نیز برای جابجایی این ویژگیها بین نواحی مختلف کیهان، کفایت نمیکند، با این وجود ویژگی های فیزیکی از جمله دما بین نواحی مختلف کیهان، کاملا یکسان هستند. این موضوع به مسئله افق" شهرت دارد.
.
یکی از راه حل های ممکن برای مسئله افق، نظريه تورمی کیهان است. در واقع مسئله افق به این احتمال شدت می بخشد که کیهان روزی در یک نقطه متمرکز بوده و به همین دلیل قسمت های مختلف آن ویژگیهای فیزیکی یکسانی داشته اند و با تورم کیهان ایجاد نواحی مختلف در گستره گیتی، این ویژگی های فیزیکی بین نواحی مختلف، کماکان یکسان مانده اند.
.
Channel: @physic_fact
Bot: @physics_sedighi_bot

اثر ژانیبکوف چیست؟ (Dzhanibekov Effect)
.
اثر ژانیبکوف شامل رفتار عجیب یک جسم در حال چرخش در شرایط میکرو گرانش است. این ویدئو بی ثباتی چرخش به دور محور اصلی یک شی نامتقارن را نشان میدهد.
.
ولادیمیر ژانیبکوف مشاهده کرد که وقتی در فضا و گرانش ناچیز یک شی نامتقارن را می چرخاند، بطور ناگهانی ۱۸۰ درجه جهت چرخش خود را تغییر می دهد و این کار را چندین بار تکرار می کند.
.
به گفته محققان یک جسم صلب نامتقارن دارای سه محور اصلی چرخش است. این جسم فقط در نزدیکی محورهای یک و محور سه پایدار خواهد بود، اما در محور دو ناپایدار خواهد بود.
.
محور دو به عنوان محور میانی نیز شناخته می شود. در واقع گشتاورهای اینرسی موجب میشود یک جسم صلب که در حال چرخش است، دچار نوسان شود. اثر عجیب ژانیبکوف نتیجه ای در مکانیک استاندارد است و با معادلات اویلر برای اجسام صلب قابل توضیح است.
.
Channel: @physic_fact
Bot: @physics_sedighi_bot

در یکی از اولین عکس‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب، دانشمندان موفق شدند جسم ناشناخته قبلی GLASS-JWST-BD1 را شناسایی کنند. این یک کوتوله قهوه ای از کلاس طیفی T8-T9 است که حدود 0.03 جرم خورشیدی (30 جرم مشتری) دارد.

کوتوله قهوه ای GLASS-JWST-BD1 در فاصله 2100 سال نوری از ما قرار دارد. این در عکسی به سمت خوشه کهکشانی Abell 2744 در فاصله 4 میلیون سال نوری از ما کشف شد. کوتوله‌های قهوه‌ای سرد خیلی روشن نمی‌درخشند و مشاهده آن‌ها به یک ابزار مادون قرمز قدرتمند نیاز دارد. بنابراین تلسکوپ JWST قدرت خود را در این زمینه نشان می دهد.

کوتوله قهوه ای جرمی است که برای یک سیاره بیش از حد جرم دارد و در عین حال به اندازه کافی برای یک ستاره جرم ندارد. معمولاً به جرمی بین ۱۳ تا ۸۰ جرم سیاره مشتری می رسد. بر خلاف ستارگان، آنها تحت یک واکنش گرما هسته ای قرار نمی گیرند که در آن اتم های هیدروژن و سایر عناصر با هم ترکیب شوند.

در کوتوله های قهوه ای حجیم تر، همجوشی دوتریوم یا سوزاندن لیتیوم ممکن است رخ دهد. با این حال، هیچ یک از این واکنش‌ها همجوشی هسته‌ای در نظر گرفته نمی‌شوند که نمونه‌ای از ستارگان است.

ꙮ‌ @news_JWST | کانال خبری وب

یکی از زیباترین ویدیوها در ISS😍🚀

(البته بهتره با صدا تماشا کنید)

اصلاح یک اشتباه متداول:

بر خلاف باورهای موجود ماهواره خیام که اخیرا پرتاب شد "نه توسط ایران‌ پرتاب شد و نه درون ایران پرتاب شد و نه خود ماهواره ساخت ایران بود"؛ تمام مراحل طراحی و ساخت و پرتاب ماهواره خیام را روس ها انجام داده اند. خبرگزاری های داخلی سعی داشتند با بومی خواندن ماهواره خیام از آن بهره‌برداری سیاسی کنند اما سفیر روسیه در تهران با رد چنین ادعاهایی با اشاره به این که ماهواره خیام تماما ساخت روسیه است و چنین تکنولوژی در ایران وجود ندارد آب پاکی را بر روی دست رسانه های داخلی ریخت.‌ به جز مالکیت، این ماهواره تماما روسی است. "افق رویداد"

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

فضا-زمان و سرعت نور
.
مصاحبه‌ی دکتر نیل دگراس تایسون و ویلیام شتنر
.
این ویدیوی جالب رو حتما با دوستانتان به اشتراک بذارید

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

آیا فضا یک خلاء کامل است؟

در واقع این پنداشت که فضا یک خلأ کامل است، نادرست است و مواد محیط میان ‌سیاره‌ای در فضا وجود دارد. 
محیط میان‌سیاره‌ای ماده‌ای نازک و فشرده است که میان سیارات و اجسام دیگر منظومهٔ شمسی وجود دارد. اجزای مواد سازندهٔ محیط میان‌سیاره‌ای از هیدروژن خنثی (غیر یونیزه‌شده، گاز پلاسما (شامل ذرات باردار الکتریکی که از خورشید می‌آیند)، پرتوهای کیهانی و ذرات گرد و غبار تشکیل شده‌اند.
در فاصلهٔ میان مدار زمین و خورشید، در هر ۱۰۰ سانتی‌متر مکعب، یک اتم هیدروژن خنثی وجود دارد. اما چگالی و تراکم این ماده بسیار کم است و در هر سانتی‌متر مکعب پیرامون زمین تنها ۵ ذره وجود دارد و هر چه قدر از خورشید دور می‌شویم، چگالی این ماده کاهش می‌یابد. چگالی این ذرات تحت تأثیر عواملی از جمله میدان‌های مغناطیسی است.

@physic_fact | مجله فیزیک فکت

انیمیشنی فوق العاده از داخل ذره‌ی پروتون

این انیمیشن بر اساس تئوری کرمودینامیک کوانتومی(QCD) است که با موفقیت وجود ذراتی معروف به گلوئون را برای ارتباط و اتصال کوارک‌ها، پیش‌بینی و بررسی می‌کند‌.

تیم سازنده‌ی این انیمیشن با بهره از دقیق‌ترین مدل‌های فیزیکی به ساخت این انیمیشن پرداختند تا تصویرسازی قابل درکی از آنچه در پروتون رخ می‌دهد برای مخاطب به همراه داشته باشد.

این شبیه‌سازی نشان می‌دهد که اگر با یک دوربین فرضی و سرعت شاتر بالا به درون پروتون بنگریم، فضایی مملو از گلوئون‌های درحال حرکت بین کوارک‌ها را خواهیم دید، حالتی مه‌آلود که در آن کوارک‌ها به سختی دیده می‌شوند.

اما هرچه سرعت شاتر دوربین کاهش یابد جزییات رفته رفته بیشتر شده و می‌توان سه کوارک‌ مجزا را درون پروتون دید که با رد و‌ بدل کردن گلوئون‌ها به یکدیگر متصل شده‌اند.


@physic_fact | مجله فیزیک فکت