چگونه از طبيعت ياد بگيريم تا محاسبات كامپيوترى را بهينه تر انجام دهيم؟

در اين ويديو ولاتكو ودرال توضيح مى دهد كه چگونه فرايند و ساختارهاى طبيعى مانند فوتوسنتز، DNA يا حتى پرنده هايى كه از مكانيك كوانتوم براى مسيريابى استفاده مى كنند در مصرف انرژى براى محاسبات و ذخيره سازى اطلاعات نسبت به كامپيوترهاى ما بهينه تر هستند.

(در سيستم هاى كلاسيك فرايندها برگشت ناپذير هستند و كامپيوترهاى كلاسيك فقط يك حالت را انتخاب مى كنند و برگشت به حالت بعدى ممكن نيست و در هر چرخه محاسباتى و ذخيره سازى اطلاعات ما مقدار زيادى انرژى را هدر مى دهيم اما سيستم هاى كوانتومى برگشت پذير هستند و يك كامپيوتر كوانتومى تمامى حالت هاى ممكن را در محاسبات به طور همزمان در نظر مى گيرد به همين دليل كارايى بهترى نسبت به كامپيوترهاى معمولى دارد).

🆔@science_fun

یکی از واضح ترین تصاویر گرفته شده از سطح ماه

🆔@science_fun

#ماده_تاریک _ #انرژی_تاریک

توضيح در ادامه...
👇👇👇👇👇👇
🆔@science_fun

#ماده_تاریک

بر اساس قانون #گرانش نیوتن، هر چه از مرکز یک سیستم منظومه‌ای دور شویم، سرعت چرخش اجزا به دور جرم میزبان کمتر می‌شود. بنابراین اگر در یک کهکشان، از مرکز بیشتر فاصله بگیریم، سرعت چرخش ماده به دور مرکز کمتر می‌شود. کیهان شناسان انتظار داشتند در هنگام مشاهده کهکشان‌ها، دقیقاً همین پدیده را شاهد باشند. اما اینطور نبود!
تمام اجزا با سرعت تقریباً یکسانی به دور مرکز کهکشان‌ها در حال گردش بودند و فاصله از مرکز هیچ تاثیری روی سرعت اجرام نمی‌گذاشت! این بسیار عجیب و غیرمنطقی بود. تنها چیزی که می‌توانست این یکسان بودن سرعت چرخش در هر فاصله‌ای از مرکز را توضیح دهد، این است که کهکشان‌ها بسیار بسیار بیشتر از چیزی که فکر می‌کردیم جرم داشته باشند. ولی این جرم از کجا می‌آید؟
اگر از مواد معمولی سازنده کهکشان‌ها بود نور را بازتاب می‌کرد و پس از مشاهده توسط آشکارسازهای ما، مقدار جرم به طور دقیق محاسبه می‌شد و جرم کهکشان را اینقدر کمتر از مقدار واقعی در نظر نمی‌گرفتیم. کیهان شناسان منشأ این جرم گمشده را "ماده تاریک" نام گذاری کردند و طبق محاسبات، کهکشان‌ها 5 برابر ماده معمولی، دارای ماده تاریک هستند. هنوز هیچ کس نمی‌داند ماده تاریک چیست؛ اما می‌دانیم که ماده تاریک چه چیزهایی نمی‌تواند باشد!
1- ماده تاریک، تاریک است. یعنی هیچ نوع پرتویی از طیف الکترومغناطیس را از خود منتشر یا بازتاب نمی‌کند.
2- ماده تاریک توده‌ای از ماده معمولی نیست. زیرا ذرات سازنده ماده معمولی، باریون‌ها هستند و اگر ماده تاریک از باریون بود با نوری که بازتاب می‌کرد آشکار سازی می‌شد در حالی که اینطور نیست.
3- ماده تاریک پاد ماده نیست. ماده و پاد ماده در برخورد با یکدیگر، یکدیگر را از بین می‌برند و پرتو گاما تابش می‌کنند. ولی چنین چیزی در مورد ماده تاریک دیده نشده است.
4- ماده تاریک سیاهچاله نیست. چگالی بالای سیاهچاله‌ها، گرانش بسیار قوی‌ای ایجاد می‌کند و مسیر نور را به شدت خم می‌کند. کیهان شناسان خمیدگی کافی برای مقدار جرم محاسبه شده ماده تاریک نمی‌بینند و این یعنی چگالی ماده تاریک بسیار کمتر از آن است که بتواند سیاهچاله باشد.
ماده تاریک را نمی‌توان مشاهده کرد و فقط از تأثیراتی که گرانش ناشی از جرم این ماده بر روی محیط اطرافش می‌گذارد می‌توان به وجودش پی برد.
شبیه سازی‌های کامپیوتری تایید کرده‌اند که اگر گرانش ناشی از ماده تاریک نباشد، هیچ کهکشانی شکل نمی‌گیرد. ظاهراً %26.8 جهان را ماده تاریک تشکیل داده، در حالی که سهم ماده معمولی فقط %4.9 است. بهترین نظریه‌ای که در مورد ماهیت ماده تاریک ارائه شده، این است که این ماده از ذرات بنیادی‌ای که هنوز کشف نشده‌اند ساخته شده است.

🆔@science_fun

#انرژی_تاریک

زمانی که #ادوین_هابل برای اولین بار کشف کرد که جهان در حال #انبساط هست، کیهان شناسان تصور می‌کردند که سرعت انبساط کیهان باید کمتر و کمتر شود؛ حتی بعضی از کیهان شناسان معتقد بودند که این انبساط کم کم متوقف شده و سپس به انقباض تبدیل می‌شود و جهان شروع به کوچک شدن می‌کند. از آنجا که جهان پر از ماده و ماده تاریک می‌باشد و وجود این مقدار جرم، نیروی گرانشی زیادی به وجود می‌آورد و اجزای جهان را به سمت هم می‌کشد و به این صورت انبساط رو کُند می‌کند. ولی مشاهدات خلاف این را ثابت کرد! سرعت انبساط کیهان، بیشتر و بیشتر می‌شد!
کیهان شناسان به این نتیجه رسیدند که عاملی باید وجود داشته باشه که با نیروی گرانش در مقیاس کیهانی مقابله کند و مانع از کُند شدن روند انبساط شود و به انبساط کیهان شتابی که دارد را بدهد. نام این عامل را "انرژی تاریک" گذاشتند. انرژی‌ای که هیچ کس ماهیت آن را نمی‌داند و فقط با محاسبه شتاب انبساط کیهان و مقدار نیروی گرانش اجرام درونش، به این نتیجه رسیدیم که انرژی تاریک باید %68.3 از جهان را تشکیل داده باشد تا بتواند در برابر گرانش اجرام درون کیهان مقاومت کرده و شتاب فعلی انبساط کیهان را ایجاد کند. کار انرژی تاریک ایجاد دافعه گرانشی (برخلاف ماده تاریک که جاذبه گرانشی ایجاد می‌کند) است. اکنون می‌دانیم جهان %68.3 از انرژی تاریک، %26.8 از ماده تاریک و %4.9 از ماده معمولی ساخته شده است. از آنجا که در مورد ماده تاریک و انرژی تاریک هیچ چیز نمی‌دانیم، پس می‌توان گفت %95.1 از جهان را اصلاً نمی‌شناسیم! تمام اطلاعات ما از جهان، به آن %4.9 محدود می‌شود که همان نیز بسیار ناقص است. آلبرت #انیشتین اولین کسی بود که فهمید فضای خالی در حقیقت خالی نیست و جفت‌های ذره-پاد ذره مدام در حال تولید و از بین رفتن در فضای خالی هستند. همچنین گفت که فضای خالی می‌تواند خود به خود به وجود بیاید و حتی دارای انرژی باشد. یعنی هر چه فضای خالی بیشتری به وجود بیاید، از تراکم انرژی کم نمی‌شود زیرا فضای خالیِ به وجود آمده، خود دارای انرژی است و به این صورت باعث انبساط جهان می‌شود. پس می‌توان انرژی تاریک را به نوعی "خصوصیت فضا" تعریف کرد. انیشتین این مسئله را با وارد کردن "#ثابت_کیهانی" در معادلاتش نشان داد. اما بعد از اینکه هابل نظریه انبساط کیهان را مطرح کرد، انیشتین نظریه ثابت کیهانی را بزرگ‌ترین اشتباه خود دانست. نظریه ثابت کیهانی، با مشاهدات کاملاً مطابقت دارد اما دانشمندان هنوز در مورد علت این انطباق مطمئن نیستند.


🆔@science_fun

اثر شراره های خورشیدی بر مغناطیس کره زمین

(اين ميدان كه به دليل چرخش هسته مذاب بيرونى زمين به وجود مى آيد مانند يک سپر از زمين در برابر ذرات باردار خورشيدى محافظت مى كند و اگر اين ميدان از بين برود كليه سيستم هاى مخابراتى و شبكه اينترنت و ماهواره ها مختل مى شوند و انسان ها در خطر ابتلا به سرطان پوست قرار مى گيرند)

🆔@science_fun

ايستگاه فضايى در فاصله تقريبى ٤٠٠ كيلومترى زمين قرار دارد و با سرعت ٢٧٦٠٠ كيلومتر بر ساعت هر ٩٠ دقيقه يک بار به دور زمين مى چرخد.

🆔@science_fun

تمام ستارگانی که با چشم غیر مسلح در شب می‌بینید، درون این دایره زرد هستند!

🆔@science_fun

ادوارد نورتون لورنتس ریاضیدان و هواشناس آمریکایی بود. او یکی از پیشگامان نظریه آشوب و مبدع عبارت اثر پروانه‌ای می‌باشد. بر اساس این نظریه، تغییری کوچک مانند بال زدن یک پروانه در یک سیستم آشوب‌ناک چون جو زمین، می‌تواند باعث تغییرات شدید و حتی وقوع توفان در مکانی دیگر در آینده شود.
🆔@science_fun

آیا جهان یک شبیه سازی کامپیوتری است؟ -قسمت اول

در این ویدئو دانشمندان طراز اول پیرامون فرضیۀ “فیزیک دیجیتال” و شبیه سازی بودن کیهان بحث می کنند

ادامه دارد...

🆔 @science_fun

آیا جهان یک شبیه سازی کامپیوتری است؟ -قسمت دوم

در این ویدئو دانشمندان طراز اول پیرامون فرضیۀ “فیزیک دیجیتال” و شبیه سازی بودن کیهان بحث مى کنند

ادامه دارد...

🆔 @science_fun

آیا جهان یک شبیه سازی کامپیوتری است؟ -قسمت آخر

در این ویدئو دانشمندان طراز اول پیرامون فرضیۀ “فیزیک دیجیتال” و شبیه سازی بودن کیهان بحث مى کنند

🆔 @science_fun

اين ايده اى كه در ويديوهاى قبلى مطرح شد يعنى اينكه جهان ممكن است يك شبيه سازى كامپيوترى باشد شايد مسخره و غير منطقى به نظر برسد اما به اعتقاد بعضى از دانشمندان اطلاعات يك مفهوم بنيادى در طبيعت است و طبيعت همواره در حال محاسبه و پردازش اين اطلاعات است كه همين موضوع ايده شبيه سازى بودن جهان را به وجود مى آورد. اما چرا مى گوييم طبيعت در حال محاسبه است؟ خب اگر اينكونه نبود ساختارهاى دقيقى مثل DNA كه حاوى اطلاعات ژنتيكى ما هستند هيچ وقت به وجود نمى آمد يا يك سينه سرخ هيچ وقت به كمك درهم تنيدگى كوانتومى نمى توانست مسيريابى كند يا اينكه گيرنده هاى عصبى بينى ما نمى توانستند به كمك تونل زنى كوانتومى بوهاى بيشترى را حس كنند و همه اينها به اين دليله كه طبيعت از قوانين حاكم بر خودش به صورت كاملا بهينه استفاده مى كند.

گفتگو با ماروین مینسکی دانشمند علوم كامپيوتر و هوش مصنوعى

🆔@science_fun

سيارات منظومه شمسى به همراه خورشيد با سرعت ٧٠٠٠٠ كيلومتر بر ساعت در فضا حركت مى كنند و به دور مركز كهكشان راه شيرى مى گردند.

🆔@science_fun

چرا شیشه ها شفاف هستند؟

🆔@science_fun

در جهان کوانتومی هیچ واقعیت مطلقی وجود ندارد.

-دگراس تایسون

🆔@science_fun

معمای سیاهچاله ها(قسمت اول)

🆔@science_fun

معمای سیاهچاله ها(قسمت دوم)

🆔@science_fun

چگونه آب به وجود آمد؟

🆔@science_fun

پاد ماده چیست؟
چرا جهان از ماده است و از پاد ماده نیست؟

🆔@science_fun