بینایی چگونه کار میکند؟
تابش نور از خورشید در مرکز منظومه شمسی تصادفی نیست، نور محرک حیات است. تصور جهان و زندگی بدون نور دشوار است.
حس کردن نور در بین موجودات زنده تقریباً همهگیر است. گیاهان از طریق فتوسنتز (Photosynthesis) از نور برای رشد استفاده میکنند. حیوانات از نور برای شکار یا حس کردن و فرار از دست شکارچیان بهره میبرند.
برخی میگویند که این توسعه بینایی استریوسکوپی (Stereoscopic)(سهبعدی – مترجم)، همراه با توسعه مغز بزرگ انسان و آزاد شدن دستها از حرکت بود که به انسانها اجازه داده است تا به چنین سطح بالایی تکامل یابند. در این مقاله، به بررسی عملکرد شگفتانگیز چشم انسان خواهیم پرداخت!
تصویر نجومی روز ناسا: تپاختر چرخان سحابی خرچنگ
توضیح: در هسته سحابی خرچنگ (Crab Nebula)، یک ستاره نوترونی مغناطیسی (neutron star) به اندازه یک شهر قرار دارد که 30 بار در ثانیه میچرخد. این ستاره که با نام تپاختر خرچنگ (Crab Pulsar) شناخته میشود، نقطه درخشانی در مرکز گردباد گازی در هسته سحابی است.
این تصویر دیدنی با قطر حدود دوازده سال نوری، گاز درخشان، حفرهها و رشتههای چرخان نزدیک مرکز سحابی خرچنگ را به قاب تصویر درآورده است. این تصویر برجسته، نور مرئی از تلسکوپ فضایی هابل را به رنگ بنفش، نور اشعه ایکس از رصدخانه اشعه ایکس چاندرا را به رنگ آبی و نور مادون قرمز از تلسکوپ فضایی اسپیتزر را به رنگ قرمز، با هم ترکیب میکند.
تپاختر خرچنگ مانند یک دینام کیهانی، انتشار سحابی را تقویت میکند و موج شوکی را از طریق مواد اطراف به حرکت در میآورد و الکترونهای مارپیچی را شتاب میدهد. این تپاختر چرخان با جرمی بیشتر از خورشید و چگالی یک هسته اتمی، هسته فروپاشیده یک ستاره عظیم است که منفجر شده است. قسمتهای بیرونی سحابی خرچنگ، بقایای در حال گسترش گازهای تشکیلدهنده آن ستاره هستند. انفجار این ابرنواختر در سال ۱۰۵۴ میلادی در سیاره زمین مشاهده شد.
منبع: ناسا
The Spinning Pulsar of the Crab Nebula
2025 August 24
Image Credit: NASA: X-ray: Chandra (CXC), Optical: Hubble (STScI), Infrared: Spitzer (JPL-Caltech)
شنوایی چطور کار میکند؟
گوشهای شما اندامهای خارقالعادهای هستند. آنها تمام صداهای اطراف شما را دریافت میکنند و سپس این اطلاعات را به شکلی ترجمه میکنند که مغزتان بتواند آنها را درک کند. یکی از قابلتوجهترین جنبههای این فرایند این است که کاملاً مکانیکی است. حس بویایی، چشایی و بینایی شما همگی شامل واکنشهای شیمیایی هستند، اما سیستم شنوایی شما صرفاً بر اساس حرکت فیزیکی استوار است.
در این مقاله، به سیستمهای مکانیکی که شنوایی را ممکن میسازند، نگاهی خواهیم انداخت. مسیر یک صدا را، از منبع اصلی آن تا مغز شما، دنبال خواهیم کرد تا ببینیم چگونه تمام قسمتهای گوش با هم کار میکنند. وقتی همه کارهایی را که انجام میدهند درک کنید، مشخص میشود که گوشهای شما یکی از باورنکردنیترین قسمتهای بدن شما هستند!
برای درک اینکه چگونه گوشهای شما صدا را میشنوند، ابتدا باید درک کنید که صدا چیست.
یک جسم زمانی صدا تولید میکند که در مادهای ارتعاش کند. این میتواند یک جامد، مانند زمین، یک مایع، مانند آب، یا یک گاز، مانند هوا باشد. بیشتر اوقات، ما صداهایی را میشنویم که از طریق هوا در جو ما حرکت میکنند.
وقتی چیزی در جو ارتعاش میکند، ذرات هوای اطراف خود را حرکت میدهد. این ذرات هوا به نوبه خود ذرات هوای اطراف خود را حرکت میدهند و پالس ارتعاش را از طریق هوا منتقل میکنند.
برای دیدن نحوه کار این موضوع، به یک جسم ارتعاشی ساده نگاهی بیندازیم: یک زنگ. وقتی به یک زنگ ضربه میزنید، فلز میلرزد – به داخل و خارج خم میشود. وقتی از یک طرف به بیرون خم میشود، به ذرات هوای اطراف در آن طرف فشار میآورد. این ذرات هوا سپس با ذرات جلوی خود برخورد میکنند، که با ذرات جلوی خود برخورد میکنند و به همین ترتیب. این را تراکم یا فشارش یا فشردگی (Compression) مینامند.
وقتی زنگ به عقب خم میشود، ذرات هوای اطراف را به داخل میکشد. این باعث افت فشار میشود که ذرات هوای اطراف بیشتری را به داخل میکشد و افت فشار دیگری ایجاد میکند که ذرات را حتی دورتر به داخل میکشد. این کاهش فشار، انبساط یا کشش (Rarefaction) نامیده میشود.
به این ترتیب، یک جسم ارتعاشی، موجی از نوسانات فشار را از طریق جو ارسال میکند. ما صداهای مختلف را از اجسام ارتعاشی مختلف به دلیل تغییرات در فرکانس موج صوتی میشنویم. فرکانس موج بالاتر، به سادگی، به این معنی است که نوسانات فشار هوا، سریعتر به جلو و عقب میروند. ما این را به عنوان زیر و بم (Pitch) بالاتر میشنویم. وقتی نوسانات کمتری در یک دوره زمانی وجود داشته باشد، زیر و بم پایینتر است. سطح فشار هوا در هر نوسان، دامنه (Amplitude) موج، تعیین میکند که صدا چقدر بلند است. در بخش بعدی، نگاهی خواهیم انداخت به اینکه چگونه گوش قادر به گرفتن امواج صوتی است.
