آیا روزی خواهد رسید که سفینه‌های فضایی در پارکینگ‌هایمان پارک شوند؟
مطالب زیادی در مورد سفینه هان (Han’s ship) و سفینه‌های دیگری که در جنگ ستارگان می‌بینید وجود دارد که بسیار جذاب هستند. به عنوان مثال، جنگنده X-Wing لوک (Luke) آنقدر کوچک است که می‌توانید تصور کنید در یک گاراژ جا می‌شود، اما ظاهراً سوخت و لوازم کافی (مانند اکسیژن) برای سفر به فواصل سال‌های نوری دارد. به نظر می‌رسد همه سفینه‌ها دارای این موارد هستند:
۱. موتورهای فوق‌العاده قدرتمند و کارآمد که از مقادیر بسیار کمی سوخت استفاده می‌کنند.
۲. سیستم‌های گرانش مصنوعی بسیار مؤثر.
۳. سیستم‌های میرایی لختی به همان اندازه مؤثر که به سفینه اجازه می‌دهند در عرض چند ثانیه از سرعت صفر به میلیون‌ها کیلومتر در ساعت برسد بدون اینکه سفینه به یک اُملت تبدیل شود.
۴. توانایی سفر سریعتر از سرعت نور.
امروزه هیچ‌کس کوچک‌ترین سرنخی از نحوه انجام موارد 2 تا 4 در این لیست ندارد، بنابراین بیایید آنها را نادیده بگیریم و فقط روی موتورها تمرکز کنیم. آیا تا به حال یک وسیله نقلیه به اندازه یک ماشین داشتید که بتواند به ماه پرواز کند؟
موشک‌های زحل 5 (Saturn V) که فضانوردان ایالات متحده را به ماه فرستادند، وضعیت فناوری امروز را به شما نشان می‌دهند. زحل 5 یک موشک شیمیایی است. 363 فوت (110 متر) ارتفاع و 3000 تن (2،727،000 کیلوگرم) وزن داشت. این چیزی است که به سختی در گاراژ شما جا می‌شود! به‌علاوه، برای یک فرد معمولی سخت است که از پس هزینه آن برآید. یا پر کردن آن — بیش از 5 میلیون پوند (2،272،000 کیلوگرم) سوخت حمل می‌کرد!
برای اینکه بتوانید از گاراژ خود به ماه پرواز کنید، یک چیز که نیاز دارید سوختی با چگالی انرژی بسیار بالاتر است. به عنوان مثال، مقاله “چگونه تشعشعات هسته‌ای کار می‌کنند” به این واقعیت اشاره می‌کند که یک پوند اورانیوم غنی‌شده به اندازه تقریبی 1،000،000 گالن (حدود 4 میلیون لیتر) بنزین انرژی دارد. به عبارت دیگر، تقریباً تمام انرژی ذخیره شده در یک موشک زحل 5 می‌تواند در یک یا دو پوند (یک کیلوگرم) اورانیوم غنی‌شده جای بگیرد (البته با فرض اینکه راهی کارآمد برای استخراج انرژی به روشی کنترل‌شده داشته باشید). راه‌های دیگر برای تولید انرژی به طور کارآمد شامل همجوشی هسته‌ای و نابودی ماده-پادماده است.
مشکل موتورهای موشکی امروزی، با این حال، این است که آنها لزوماً موتورهای واکنشی (Reaction engines) هستند. تنها راهی که در حال حاضر برای به حرکت درآوردن یک فضاپیما در فضا می‌شناسیم این است که چیزی را از پشت فضاپیما به بیرون پرتاب کنیم و از واکنش برابر و مخالف آن بهره ببریم (تا فضاپیما با این نیرو در سوی مخالف خروجی، حرکت کند-م). مقاله با عنوان “موتورهای موشکی چگونه کار می‌کنند” به جزئیات این موضوع می‌پردازد. یک موشک شیمیایی، سوخت را می‌سوزاند تا آن را شتاب دهد و سپس وزن سوخت را با سرعت حدود 6000 مایل در ساعت (10000 کیلومتر در ساعت) از پشت موشک به بیرون پرتاب می‌کند. سپس فضاپیما از واکنش برابر و مخالف آن سود می‌برد و به جلو حرکت می‌کند.
به دلیل این وابستگی به موتورهای واکنشی، شما باید چیزی بیشتر از “انرژی” را در فضاپیمای خود حمل کنید. شما همچنین باید چیزی را حمل کنید تا از فضاپیمای خود به بیرون پرتاب کنید تا به جلو حرکت کنید. این جرم می‌تواند به شکل جامد، مایع یا گاز باشد. به عنوان مثال، موتورهای یونی چیزی مانند زنون (Xenon) را یونیزه می‌کنند و اتم‌های یونیزه شده را در یک میدان الکتریکی شتاب می‌دهند. اتم‌ها هنگام خروج از پشت یک موتور یونی خیلی سریعتر حرکت می‌کنند، بنابراین شما به ازای هر اتم پرتاب‌شده، حرکت رو به جلوی بیشتری دریافت می‌کنید. اما برای رفتن به جایی، همچنان باید اتم‌های زیادی را پرتاب کنید. با پرتاب اتم‌ها با سرعت‌هایی نزدیک به کسری معقول از سرعت نور، حداکثر حرکت را به ازای هر اتم به دست می‌آورید. با این حال، شما هنوز باید جرم کافی را حمل کنید تا سفینه را به سرعت مورد نظر برسانید و سپس پس از رسیدن به ماه، دوباره متوقف شوید. با استفاده از فناوری امروزی، این، جرم زیادی است.
از این بحث می‌توانید ببینید که فضاپیمای شخصی شما به یک سیستم تولید انرژی بسیار عجیب و غریب (با استفاده از شکافت هسته‌ای، همجوشی هسته‌ای یا پادماده) نیاز دارد و شما باید جرمی را که از سفینه به بیرون پرتاب می‌شود حمل کنید تا حرکت ایجاد شود. این جرم با استفاده از فناوری‌های فعلی قابل توجه خواهد بود. یک مشکل آخر مربوط به تولید گرما است. شکافت و همجوشی هسته‌ای، گرمای زیادی تولید می‌کنند که باید جایی آن را تخلیه کنید. تخلیه گرما در فضا دشوار است زیرا خلاء فضا آن را به بزرگترین فلاسک جهان تبدیل می‌کند (یعنی گرما در آن محبوس می‌شود و به راحتی منتقل نمی‌شود-م). اندازه رادیاتورهای حرارتی مانع از این می‌شود که فضاپیمای شخصی شما در گاراژ جا شود.
بنابراین در حال حاضر اوضاع خوب به نظر نمی‌رسد. تا مانی که کسی چیزی شبیه یک ماشین ضد جاذبه ارزان یا راهی برای تاب دادن فضا-زمان اختراع نکند، ما در آینده نزدیک با خودروهای خود به ماه پرواز نخواهیم کرد.
مترجم: فؤاد پورفائز
منبع: howstuffworks.com
برگزاری مرحله اول نوزدهمین دوره مسابقه بین‌المللی ایلیمپیاد در خانه علم
مرحله اول نوزدهمین دوره مسابقه تیمی بین‌المللی ایلیمپیاد (A-Lympiad) روز جمعه مورخ ۷ آذرماه سال ۱۴۰۴ به صورت هماهنگ در سراسر کشور برگزار گردید و دانش‌آموزان متقاضی با حضور در خانه‌های ریاضیات، علم یا مراکز تعیین‌شده در شهرهای مختلف، به رقابت با یکدیگر پرداختند.
در استان زنجان نیز، داوطلبان با شرکت در خانه علم زنجان در این مسابقه شرکت نمودند. در مرحله اول ایلیمپیاد ۱۴۰۴، ۱۷ تیم از استان زنجان شرکت نمودند که دانش‌آموزان عضو این تیم‌ها از ساعت ۸:۳۰ تا ۱۶ به صورت حضوری و هماهنگ با سایر شرکت‌کنندگان کشور در این رقابت حضور یافتند.
خانه علم دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان از همه دست‌اندرکان برگزاری مسابقه تیمی ایلیمپیاد، بویژه مدیریت و کادر اجرایی خانه ریاضیات اصفهان که همانند سال‌های گذشته با پیگیری مستمر و زحمات فراوان، ضمن اخذ سوالات از مؤسسه فرودنتال هلند و ترجمه و توزیع آنها، امکان برگزاری این مسابقه را برای دانش‌آموزان نقاط مختلف کشور فراهم نمودند سپاسگزاری می‌نماید. همچنین، برای دانش‌آموزان شرکت‌کننده در آزمون، آرزوی موفقیت در همه مراحل تحصیل و زندگی دارد.
تصاویری از برگزاری مرحله اول مسابقه ایلیمپیاد ۱۴۰۴ در استان زنجان در بخش زیر قابل مشاهده است.
تصویر نجومی روز ناسا: سحابی هلال (NGC 6888)
توضیح: NGC 6888 که با نام سحابی هلال (Crescent Nebula) نیز شناخته می‌شود، حبابی کیهانی با قطر حدود ۲۵ سال نوری است که توسط بادهای ستاره مرکزی و عظیم خود دمیده شده است.
این تصویر تلسکوپی عمیق شامل داده‌های تصویری باند باریک است تا نور را از اتم‌های هیدروژن و اکسیژن جدا کند. اتم‌های اکسیژن رنگ آبی-سبزی را تولید می‌کنند که به نظر می‌رسد پوشش به شکل چین‌ها و رشته‌های ظریف سحابی را ایجاد کرده‌اند.
ستاره مرکزی NGC 6888 که در داخل سحابی قابل مشاهده است، به عنوان یک ستاره ولف-رایه (Wolf-Rayet star- WR 136) طبقه‌بندی می‌شود. این ستاره در حال از دست دادن پوشش بیرونی خود به شکل یک باد ستاره‌ای قوی است و هر ۱۰۰۰۰ سال معادل جرم خورشید را به بیرون پرتاب می‌کند. در واقع، ساختارهای پیچیده سحابی هلال احتمالاً نتیجه تعامل این باد قوی با موادی است که در مرحله اولیه به بیرون پرتاب شده‌اند. این ستاره که با سرعتی شگفت‌انگیز و نزدیک به پایان عمر ستاره‌ای خود می‌سوزد، در نهایت باید با یک انفجار ابرنواختری تماشایی خاموش شود.
NGC 6888 که در صورت فلکی غنی از سحابی ماکیان (Wolf-Rayet star) یافت می‌شود، حدود ۵۰۰۰ سال نوری از ما فاصله دارد.
منبع: ناسا
NGC 6888: The Crescent Nebula
2025 November 28
Image Credit & Copyright: Greg Bass
برگزاری مراسم تجلیل از برگزیدگان مسابقات ملّی و بین‌المللی خانه علم در سال 1403-1404
مراسم تقدیر و تجلیل از برگزیدگان مسابقات ملّی و بین‌المللی خانه علم در سال تحصیلی 1403-1404، روز پنج‌شنبه مورخ 7 آذر 1403، در سالن همایش خانه علم دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان برگزار شد.
در این مراسم که از ساعت 15:30 تا 17 به طول انجامید، و با حضور این دانش‌آموزان، جمعی از والدین ایشان، معلّمان خانه علم، دانشجویان، معاونان و اعضای هیئت علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی برگزار شد، از منتخبان و صاحبان عناوین چهارمین دوره مسابقه تیمی ریاضی، هجدهمین دوره مسابقه بین‌المللی ایلیمپیاد، سومین دوره مسابقه هفته و اولین دوره مسابقه شهر علوم پایه با اهدای لوح سپاس و تندیس تجلیل به عمل آمد.
معاون آموزشی-پژوهشی دانشگاه، رئیس دانشکده علوم زیستی و رئیس خانه علم، سخنرانان این مراسم بودند که با اجرای جناب آقای شهاب ابراهیمی، همیار ویژه خانه علم و دانشجوی دکتری دانشگاه برگزار می‌‌شد. دکتر رشید زارع نهندی، معاون دانشگاه، در سخنان خود به شرحی از تاریخچه خانه علم و فعالیت‌های آن پرداختند. دکتر حمید هادی، رئیس دانشکده علوم زیستی و عضو شورای علمی خانه علم نیز در سخنانی به اهمیت فعالیت‌های خانه علم و اثرات ملموسی که این فعالیت‌ها در ایجاد شور و شوق و رغبت به تحصیل در بین دانش‌آموزان ایجاد نموده است اشاره نمودند. دکتر مهدی دارائی، رئیس خانه علم، درباره مهمترین تحولات تاریخ بشر و مهارت‌های لازم برای زیست بشر در هر برهه مهم از این تاریخ به ایراد سخنرانی پرداختند. پخش کلیپ‌هایی از فعالیت‌های خانه علم و آلبوم تصاویر مسابقات سال گذشته، و نیز تقدیر از کادر دانشجویی مجری چهارمین دوره مسابقه متر با اهدای لوح سپاس از دیگر برنامه‌های این مراسم بود. همچنین، در این مراسم، حکم شورای آموزشی خانه علم از جانب ریاست دانشگاه، به آقایان رضا بهشتی‌فرد، عباس اصغری، ماه‌رخ شهرائی و فاطمه علیخانی، از معلمان خوش‌نام، مجرب و صاحب‌نظر خانه علم اعطاء گردید تا با تشکیل این شورا بتوانند در جهت بهبود کیفیت آموزش‌های خانه علم گام برداشته شود.
بخش پایانی این مراسم نیز به اهدای لوح‌های سپاس و تندیس به برگزیدگان مسابقات مذکور اختصاص یافت.
تصویر نجومی روز ناسا: پرتره NGC 1055
توضیح: کهکشان مارپیچی بزرگ و زیبای NGC 1055 عضو غالب یک گروه کهکشانی کوچک است که تنها 60 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد و در صورت فلکی ترسناک و آبزی قیطس (نهنگ) (Cetus) قرار دارد.
این جهان جزیره‌ای، که رو به لبه‌اش دیده می‌شود، کمی بزرگتر از کهکشان راه شیری خودمان، بیش از 100000 سال نوری وسعت دارد. ستارگان رنگارنگ و پر زرق و برقی که این تصویر کیهانی از NGC 1055 را تزئین می‌کنند، در پیش‌زمینه و در درون کهکشان راه شیری قرار دارند. اما مناطق ستاره‌زایی صورتی‌رنگ و خوشه‌های ستاره‌ای آبی جوان در میان خطوط گرد و غبار پیچ در پیچ در امتداد دیسک نازک این کهکشان دوردست پراکنده شده‌اند.
با وجود تعداد کمی از کهکشان‌های پس‌زمینه دورتر، این تصویر عمیق همچنین یک هاله جعبه‌ای شکل را نشان می‌دهد که در بالا و پایین برآمدگی و دیسک مرکزی NGC 1055 امتداد دارد. خود هاله با ساختارهای کم‌نور و باریکی پوشیده شده است و می‌تواند نمایانگر بقایای مخلوط و پراکنده یک کهکشان ماهواره‌ای باشد که حدود 10 میلیارد سال پیش توسط این کهکشان مارپیچی بزرگتر متلاشی شده است.
منبع: ناسا
Portrait of NGC 1055
2025 November 27
Image Credit & Copyright: John Hayes
تصویر نجومی روز ناسا: تصویر میدان عمیق از خوشه کروی M15
توضیح: ستارگان، مانند زنبورها، در اطراف مرکز خوشه کروی درخشان M15 ازدحام کرده‌اند. گوی مرکزی با بیش از ۱۰۰۰۰۰ ستاره، یادگاری از سال‌های اولیه کهکشان ما است و همچنان به دور مرکز کهکشان راه شیری می‌چرخد.
M15، یکی از حدود ۱۵۰ خوشه کروی باقیمانده (globular cluster)، به دلیل اینکه فقط با دوربین دوچشمی به راحتی قابل مشاهده است، در مرکز خود یکی از متراکم‌ترین اجتماعات ستاره شناخته شده را دارد و حاوی تعداد زیادی ستاره متغیر و تپ‌اختر است، شناخته می‌شود.
تصویر به نمایش درآمده از M15 با ترکیب نوردهی‌های بسیار طولانی – در مجموع ۱۲۲ ساعت – گرفته شده است و بنابراین رگه‌های کم‌نوری از گاز و غبار را در مقابل این گوی غول‌پیکر ستارگان نشان می‌دهد.
M15 در حدود ۳۵۰۰۰ سال نوری از ما و در صورت فلکی اسب بالدار (پگاسوس) (Winged Horse (Pegasus)) قرار دارد.
منبع: ناسا
Globular Cluster M15 Deep Field
2025 November 26
Image Credit & Copyright: Alvaro Ibanez Perez
تصویر نجومی روز ناسا: Apep: پوسته‌های گرد و غبار غیرمعمول از نگاه وب
توضیح: چه چیزی این مجسمه فضایی غیرمعمول را ایجاد کرده است؟ ستارگان.
این سیستم غیرمعمول از گردپیچ‌ها و پوسته‌ها، که به عنوان Apep شناخته می‌شود، در سال ۲۰۲۴ توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا در نور مادون قرمز با جزئیات بی‌سابقه‌ای مشاهده شد.
مشاهدات نشان می‌دهد که این شکل غیرمعمول از دو ستاره عظیم ولف-رایه (Wolf-Rayet stars) سرچشمه می‌گیرد که هر ۱۹۰ سال یکبار به دور یکدیگر می‌چرخند و هر عبور نزدیک از کنار هم باعث بیرون راندن یک پوسته جدید از گرد و غبار و گاز می‌شود. تصور می‌شود سوراخ‌های موجود در این پوسته‌ها توسط یک ستاره سوم در حال چرخش ایجاد می‌شوند.
این رقص غبار ستاره‌ای احتمالاً صدها هزار سال ادامه خواهد داشت و احتمالاً تنها زمانی پایان می‌یابد که یکی از این ستارگان عظیم، سوخت هسته‌ای داخلی خود را تمام کند و به صورت یک ابرنواختر (supernova) منفجر شود که با انفجاری از پرتوهای گاما همراه است.
منبع: ناسا
Apep: Unusual Dust Shells from Webb
2025 November 24
Image Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, JWST; Science: Y. Han (Caltech), R. White (Macquarie U.); Image Processing: A. Pagan (STScI)
تصویر نجومی روز ناسا: جهان قابل مشاهده
توضیح: تا چه فاصله‌ای می‌توانید ببینید؟
هر چیزی که همین الان می‌توانید ببینید، و هر چیزی که احتمالاً می‌توانید ببینید، با فرض اینکه چشمان شما می‌توانست انواع تابش‌های اطرافتان را تشخیص دهد “جهان قابل مشاهده” (observable universe) است.
از طریق نور، دورترین چیزی که می‌توانیم ببینیم از تابش زمینه کیهانی می‌آید، مربوط به زمانی ۱۳.۸ میلیارد سال پیش که جهان مانند مه غلیظی مات بود. برخی از نوترینوها و امواج گرانشی که ما را احاطه کرده‌اند از فواصلی دورتر می‌آیند، اما بشر هنوز فناوری لازم برای تشخیص آنها را ندارد.
تصویر به نمایش درآمده، جهان قابل مشاهده را در مقیاسی به طور فزاینده فشرده، نشان می‌دهد، با زمین و خورشید در مرکز که توسط منظومه شمسی ما، ستارگان نزدیک، کهکشان‌های نزدیک، کهکشان‌های دور، رشته‌های ماده اولیه و تابش زمینه کیهانی احاطه شده است.
کیهان‌شناسان معمولاً فرض می‌کنند که جهان قابل مشاهده ما فقط بخش نزدیک یک موجودیت بزرگتر به نام “جهان” است که در آن فیزیک یکسانی اعمال می‌شود. با این حال، چندین استدلال رایج اما گمانه‌زن وجود دارد که ادعا می‌کنند حتی جهان ما بخشی از یک چندجهانی بزرگتر است که در آن یا ثابت‌های فیزیکی متفاوتی وجود دارد، یا قوانین فیزیکی متفاوتی اعمال می‌شود، یا ابعاد بالاتری عمل می‌کنند، یا نسخه‌های کمی متفاوت از جهان استاندارد ما وجود دارد.
منبع: ناسا
The Observable Universe
2025 November 23
Illustration Credit & Licence: Wikipedia, Pablo Carlos Budassi
علمآموز – آذر 1404
امسال در یکی از آشفته‌ترین فازهای اقلیمی قرار داریم: پایان ال‌نینو و ورود شتاب‌دار به لانینا. این جابه‌جایی سریع می‌تواند الگوهای بارش و دما را به‌شدت ناپایدار کند نوسانِ ناگهانی از خشکسالی طولانی به بارش‌های کوتاه اما سیلابی ایجاد کند. گزارش‌های جهانی نشان می‌دهد در چنین دوره‌هایی، احتمال بارش‌های شدید تا سه برابر افزایش می‌یابد و جابه‌جایی جریانات جوی ممکن است موج‌های گرما یا بارش‌های غیرمنتظره را تشدید کند.
برای ایران، این ناپایداری خطرناک‌تر است. کاهش ۲۰–۴۰ درصدی بارش در سال آبی اخیر، خشکی خاک، و پایین بودن بی‌سابقه مخازن سدها باعث شده زمین توان جذب باران ناگهانی را نداشته باشد؛ بنابراین رگبارهای شدید می‌توانند در چند دقیقه به سیلاب شهری و رودخانه‌ای تبدیل شوند، در حالی‌که دوره‌های بدون بارندگی هم طولانی‌تر می‌شوند. این ترکیب «خشکسالی + سیل»، پیامد مستقیم تعامل ال‌نینو/لا نینا با تغییر اقلیم است.
چه می‌توان کرد؟ برای خشکسالی: کاهش مصرف آب در خانه تا 10% می‌تواند یک هفته بیشتر ذخیره شهری ایجاد کند. برای سیلاب: پاک‌سازی ناودان‌ها، پرهیز از توقف در مسیر مسیل‌ها، و توجه به هشدارهای هواشناسی ضروری است. در سفرهای جاده‌ای، عبور از مسیر رودخانه‌های خشک‌مسیر خطرناک است؛ ۳۰ سانتی‌متر آب جاری می‌تواند خودرو را جابه‌جا کند.
اقلیم، امروز نه فقط گرم‌تر، که بی‌ثبات‌تر است؛ و آماده‌بودن بهترین راه کاهش خطر است.
تصویر نجومی روز ناسا: 3I/ATLAS: نمایی از سیاره زمین
توضیح: دنباله‌دار 3I/ATLAS که پس از حضیض یا نزدیکترین فاصله‌اش به خورشید در 29 اکتبر، اکنون در حال دور شدن است، صرفاً سومین جرم میان‌ستاره‌ای شناخته‌شده‌ای است که از منظومه شمسی زیبای ما عبور می‌کند.
گیسوی سبزرنگ و دم‌های کم‌نور آن در پس‌زمینه‌ای از ستارگان در صورت فلکی سنبله (constellation Virgo) در این نما از سیاره زمین که با یک تلسکوپ کوچک در 14 نوامبر ثبت شده است، دیده می‌شوند.
اما این میهمان ناخوانده میان‌ستاره‌ای، موضوع یک کمپین رصد بی‌سابقه و مداوم در سراسر منظومه شمسی است که شامل فضاپیماها و تلسکوپ‌های فضایی از مدار زمین تا سطح مریخ و فراتر از آن می‌شود. و اگرچه اخیراً این دنباله‌دار از یک منظومه ستاره‌ای دیگر، درخشان‌تر شده است، هنوز هم اگر می‌خواهید I3/ATLAS را از سیاره زمین ببینید، به تلسکوپ نیاز دارید.
این دنباله‌دار اکنون در آسمان صبح نوامبر، در بالای افق است و در حدود 19 دسامبر به نزدیکترین فاصله خود با زمین، که فاصله‌‌ی راحت 270 میلیون کیلومتری است، خواهد رسید.
منبع: ناسا
3I/ATLAS: A View from Planet Earth
2025 November 21
Image Credit & Copyright: Rolando Ligustri
