مسافر007
14th August 2011, 02:32 PM
براي بهبود درك بشر از جهان پيچيده و بيكران پيرامون، دانشمندان آزمايش‌هاي فوق‌العاده بلندپروازانه‌اي طراحي كرده‌اند. پروژ‌هايي كه اجراي آنها به هيچ عنوان آسان نيست، چرا كه علوم برجسته و بزرگ نيازمند دهه‌ها تعهد پرهزينه از جانب ملل مختلف است. ابزارهايي كه براي اين آزمايشات مورد نياز است، تقريبا به همان پيچيدگي و الهام‌بخشي دنياهايي جديدي هستند كه قرار است دانشمندان به كمك اين ابزارها آنها را كشف كنند.
به گزارش پاپ‌ساينس، براي رتبه‌بندي بزرگ‌ترين اين آزمايش‌ها، 4 ضريب عملي در نظر گرفته شده است: هزينه‌هاي ساخت، بودجه عملياتي، تعداد اعضاي پروژه و ابعاد فيزيكي خود پروژه. با اين وجود، به دليل ماهيت متفاوت اين پروژه‌ها مقايسه آنها كار دشواري است و به همين دليل، سه ضريب كاربردي نيز براي رتبه‌بندي آنها در نظر گرفته شده است. به منظور انعكاس اهميت نسبي، وزن بيشتري به اين ضرايب اختصاص داده شده است. ضرايب كاربردي عبارتند از: سودمندي علمي پروژه، سودمندي آن براي افراد عادي (به چه درد من مي‌خورد) و البته ضريب حياتي هيجان‌انگيز بودن پروژه.
يكي از اين پروژه هاي عظيم، آرايه خيلي بزرگ (VLA) است كه در ادامه به معرفي آن مي پردازيم.
http://img.tebyan.net/big/1390/05/10263109188241444419177121253131251145313.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/05/99989612325423523019061571971114244210124.jpg)
استفاده از تلسكوپ هاي راديويي در دهه هاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. مزيت عمده استفاده از امواج راديويي براي مشاهده آسمان، اين است كه حتي در نور روز و هواي ابري نيز مي‌توان رصد را ادامه داد. در طول روز پخش نور خورشيد توسط مولكولهاي گازي جوّ زمين باعث مي‌شود كه لايه‌اي روشن و آبي اطراف ما را احاطه كند. شدت روشنايي جوّ زمين در روز به حدي است كه از ميان آن قادر به ديدن ستاره‌هاي كم فروغ بالاي سرمان نمي‌شويم. همچنين نور مرئي قادر به گذر از لايه‌هاي ضخيم و متراكم بخار آب نمي‌باشد. اين موضوع به طول موج كوچك نور وابسته است. هيچكدام از مواردي كه ياد شد براي امواج راديويي با طول موجهاي بزرگي كه دارند مانع و يا مزاحم شناخته نمي‌شوند و عمليات رصد راديويي پيوسته ادامه دارد.
در مورد تلسكوپهاي راديويي بسيار عظيم يك مشكل اساسي وجود دارد و آن، اين است كه حركت دادن چنين مجموعه عظيمي براي تنظيم روي سوژه مورد نظر، غير ممكن است. از اين رو دانشمندان براي رصد يك جرم سماوي خاص، بايد آنقدر صبر كنند تا در اثر چرخش زمين به دور خودش و يا خورشيد، هدف در راستاي ديد اين بشقاب بزرگ قرار گيرد. براي رفع اين مشكل و همچنين به دليل نياز به دستيابي به قدرت تفكيك بيشتر، روش ديگري در ساخت و استفاده از راديو تلسكوپها به وجود آمده است كه مبتني بر تداخل‌سنجي راديويي است.
از آنجايي‌كه امواج راديويي مي‌توانند از غبارهاي كيهاني كه باعث محو شدن بسياري از اجرام مي‌شوند عبور كنند، VLA و VLBA مي‌توانند چيزهايي را ببينند كه تلسكوپهاي نوري قادر به مشاهده آنها نيستند
در اين روش مجموعه‌اي از چند راديو تلسكوپ به نسبت كوچكتر، با كمك هدايت كننده‌هاي كامپيوتري در جهت خاصي تنظيم شده و سيگنالهاي دريافتي از آنها آناليز مي‌شود تا تصوير واحد و واضحي به دست آيد. در اين روش آنتن‌ها را روي خطي كه خط مبنا ناميده مي‌شود، به دنبال هم نصب مي‌كنند. معمولا نصب آنتن‌ها روي ريلي عمود بر خط مبنا صورت مي‌گيرد.
با استفاده از الگوريتمهاي رياضي و توجه به فواصل زماني دريافت سيگنالها، مي‌توان موقعيت منبع راديويي را با دقت بسيار خوبي تخمين زد. هر چه فاصله تلسكوپها از يكديگر بيشتر باشد، اختلاف زماني و در نتيجه دقت اندازه‌گيري افزايش خواهد يافت. در اين روش، فاصله اولين تا آخرين تلسكوپ، معادل قطر بشقاب تلسكوپ واحد در نظر گرفته مي‌شود. نمونه‌اي از اين گونه تلسكوپها، مجموعه‌اي با نام "آرايه خيلي بزرگ" (VLA) است.
http://img.tebyan.net/big/1390/05/111110410222587160213250153122132203182191201.jpg
در صدها كيلومتر مربع از بيابان‌هاي ماگدالنا واقع در نيومكزيكو آمريكا، آرايه خيلي بزرگ يا به اختصار VLA قرار گرفته است كه يكي از بزرگ‌ترين تلسكوپهاي دنيا به شمار مي‌رود. 27 آنتن مجزاي راديويي آن كه هر كدام 27 متر قطر دارند، يك ساختار Y شكل را با بازوهايي به طول 21 كيلومتر تشكيل مي‌دهند و به جمع‌آوري سيگنالهاي رسيده از برخي از روشن‌ترين اجرام كيهان مي‌پردازند. خواهر خوانده اين پروژه يعني آرايه خيلي بزرگ بيس‌لاين (VLBA)، نواري از 10 آنتن راديويي است كه در مسافتي به طول 8900 كيلومتر، از هاوايي تا جزاير ويرجين گسترده شده‌اند. VLA و VLBA تصاويري با جزئيات فراوان از اجرام سماوي، از اجسام نزديك مانند ماه گرفته تا دورترين اجرام آسماني مانند لبه جهان قابل مشاهده را قابل مشاهده مي سازد.
از آنجايي‌كه امواج راديويي مي‌توانند از غبارهاي كيهاني كه باعث محو شدن بسياري از اجرام مي‌شوند عبور كنند، VLA و VLBA مي‌توانند چيزهايي را ببينند كه تلسكوپهاي نوري قادر به مشاهده آنها نيستند. با استفاده از VLA، دانشمندان سياه‌چاله مركز كهكشان راه شيري را مورد مطالعه قرار داده‌اند، به جستجوي منشاء فوران‌هاي پرتوهاي گاما در سحابي‌هاي دوردست پرداخته‌اند، و پيام‌هايي راديويي ويجر 2 را در سال 1989 / 1368 و هنگام عبور آن از كنار نپتون دريافت كردند كه نخستين تصاوير نماي نزديك از اين غول گازي و قمرهاي آن را در اختيار اخترشناسان قرار داد.
VLBA تغييرات محور زمين را در فضا اندازه‌گيري مي‌كند. با تمركز بر اجسام دوردست و نسبتا ثابت مانند كوازارها، دانشمندان مي‌توانند هر تغيير ظاهري را در محور زمين در فضا رديابي كنند
زمين‌لرزه‌هاي عظيم مانند زلزله اخير ژاپن باعث مي‌شوند كه محور زمين اندكي از جاي خود منحرف شود.
داده‌هاي جمع‌آوري شده توسط VLA و VLBA منجر به كشف تئوري‌ها و اجرام جديد، و گشوده شدن فصل نويني در اخترشناسي شده است. VLBA همچنين داده‌هايي را در خصوص مسير سيارك‌هاي نزديك زمين جمع‌آوري مي‌كند كه به دانشمندان كمك مي‌كند برخورد احتمالي يكي از اين اجرام را با زمين پيش‌بيني كنند.
منبع: تبيان
به گزارش پاپ‌ساينس، براي رتبه‌بندي بزرگ‌ترين اين آزمايش‌ها، 4 ضريب عملي در نظر گرفته شده است: هزينه‌هاي ساخت، بودجه عملياتي، تعداد اعضاي پروژه و ابعاد فيزيكي خود پروژه. با اين وجود، به دليل ماهيت متفاوت اين پروژه‌ها مقايسه آنها كار دشواري است و به همين دليل، سه ضريب كاربردي نيز براي رتبه‌بندي آنها در نظر گرفته شده است. به منظور انعكاس اهميت نسبي، وزن بيشتري به اين ضرايب اختصاص داده شده است. ضرايب كاربردي عبارتند از: سودمندي علمي پروژه، سودمندي آن براي افراد عادي (به چه درد من مي‌خورد) و البته ضريب حياتي هيجان‌انگيز بودن پروژه.
يكي از اين پروژه هاي عظيم، آرايه خيلي بزرگ (VLA) است كه در ادامه به معرفي آن مي پردازيم.
http://img.tebyan.net/big/1390/05/10263109188241444419177121253131251145313.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/05/99989612325423523019061571971114244210124.jpg)
استفاده از تلسكوپ هاي راديويي در دهه هاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. مزيت عمده استفاده از امواج راديويي براي مشاهده آسمان، اين است كه حتي در نور روز و هواي ابري نيز مي‌توان رصد را ادامه داد. در طول روز پخش نور خورشيد توسط مولكولهاي گازي جوّ زمين باعث مي‌شود كه لايه‌اي روشن و آبي اطراف ما را احاطه كند. شدت روشنايي جوّ زمين در روز به حدي است كه از ميان آن قادر به ديدن ستاره‌هاي كم فروغ بالاي سرمان نمي‌شويم. همچنين نور مرئي قادر به گذر از لايه‌هاي ضخيم و متراكم بخار آب نمي‌باشد. اين موضوع به طول موج كوچك نور وابسته است. هيچكدام از مواردي كه ياد شد براي امواج راديويي با طول موجهاي بزرگي كه دارند مانع و يا مزاحم شناخته نمي‌شوند و عمليات رصد راديويي پيوسته ادامه دارد.
در مورد تلسكوپهاي راديويي بسيار عظيم يك مشكل اساسي وجود دارد و آن، اين است كه حركت دادن چنين مجموعه عظيمي براي تنظيم روي سوژه مورد نظر، غير ممكن است. از اين رو دانشمندان براي رصد يك جرم سماوي خاص، بايد آنقدر صبر كنند تا در اثر چرخش زمين به دور خودش و يا خورشيد، هدف در راستاي ديد اين بشقاب بزرگ قرار گيرد. براي رفع اين مشكل و همچنين به دليل نياز به دستيابي به قدرت تفكيك بيشتر، روش ديگري در ساخت و استفاده از راديو تلسكوپها به وجود آمده است كه مبتني بر تداخل‌سنجي راديويي است.
از آنجايي‌كه امواج راديويي مي‌توانند از غبارهاي كيهاني كه باعث محو شدن بسياري از اجرام مي‌شوند عبور كنند، VLA و VLBA مي‌توانند چيزهايي را ببينند كه تلسكوپهاي نوري قادر به مشاهده آنها نيستند
در اين روش مجموعه‌اي از چند راديو تلسكوپ به نسبت كوچكتر، با كمك هدايت كننده‌هاي كامپيوتري در جهت خاصي تنظيم شده و سيگنالهاي دريافتي از آنها آناليز مي‌شود تا تصوير واحد و واضحي به دست آيد. در اين روش آنتن‌ها را روي خطي كه خط مبنا ناميده مي‌شود، به دنبال هم نصب مي‌كنند. معمولا نصب آنتن‌ها روي ريلي عمود بر خط مبنا صورت مي‌گيرد.
با استفاده از الگوريتمهاي رياضي و توجه به فواصل زماني دريافت سيگنالها، مي‌توان موقعيت منبع راديويي را با دقت بسيار خوبي تخمين زد. هر چه فاصله تلسكوپها از يكديگر بيشتر باشد، اختلاف زماني و در نتيجه دقت اندازه‌گيري افزايش خواهد يافت. در اين روش، فاصله اولين تا آخرين تلسكوپ، معادل قطر بشقاب تلسكوپ واحد در نظر گرفته مي‌شود. نمونه‌اي از اين گونه تلسكوپها، مجموعه‌اي با نام "آرايه خيلي بزرگ" (VLA) است.
http://img.tebyan.net/big/1390/05/111110410222587160213250153122132203182191201.jpg
در صدها كيلومتر مربع از بيابان‌هاي ماگدالنا واقع در نيومكزيكو آمريكا، آرايه خيلي بزرگ يا به اختصار VLA قرار گرفته است كه يكي از بزرگ‌ترين تلسكوپهاي دنيا به شمار مي‌رود. 27 آنتن مجزاي راديويي آن كه هر كدام 27 متر قطر دارند، يك ساختار Y شكل را با بازوهايي به طول 21 كيلومتر تشكيل مي‌دهند و به جمع‌آوري سيگنالهاي رسيده از برخي از روشن‌ترين اجرام كيهان مي‌پردازند. خواهر خوانده اين پروژه يعني آرايه خيلي بزرگ بيس‌لاين (VLBA)، نواري از 10 آنتن راديويي است كه در مسافتي به طول 8900 كيلومتر، از هاوايي تا جزاير ويرجين گسترده شده‌اند. VLA و VLBA تصاويري با جزئيات فراوان از اجرام سماوي، از اجسام نزديك مانند ماه گرفته تا دورترين اجرام آسماني مانند لبه جهان قابل مشاهده را قابل مشاهده مي سازد.
از آنجايي‌كه امواج راديويي مي‌توانند از غبارهاي كيهاني كه باعث محو شدن بسياري از اجرام مي‌شوند عبور كنند، VLA و VLBA مي‌توانند چيزهايي را ببينند كه تلسكوپهاي نوري قادر به مشاهده آنها نيستند. با استفاده از VLA، دانشمندان سياه‌چاله مركز كهكشان راه شيري را مورد مطالعه قرار داده‌اند، به جستجوي منشاء فوران‌هاي پرتوهاي گاما در سحابي‌هاي دوردست پرداخته‌اند، و پيام‌هايي راديويي ويجر 2 را در سال 1989 / 1368 و هنگام عبور آن از كنار نپتون دريافت كردند كه نخستين تصاوير نماي نزديك از اين غول گازي و قمرهاي آن را در اختيار اخترشناسان قرار داد.
VLBA تغييرات محور زمين را در فضا اندازه‌گيري مي‌كند. با تمركز بر اجسام دوردست و نسبتا ثابت مانند كوازارها، دانشمندان مي‌توانند هر تغيير ظاهري را در محور زمين در فضا رديابي كنند
زمين‌لرزه‌هاي عظيم مانند زلزله اخير ژاپن باعث مي‌شوند كه محور زمين اندكي از جاي خود منحرف شود.
داده‌هاي جمع‌آوري شده توسط VLA و VLBA منجر به كشف تئوري‌ها و اجرام جديد، و گشوده شدن فصل نويني در اخترشناسي شده است. VLBA همچنين داده‌هايي را در خصوص مسير سيارك‌هاي نزديك زمين جمع‌آوري مي‌كند كه به دانشمندان كمك مي‌كند برخورد احتمالي يكي از اين اجرام را با زمين پيش‌بيني كنند.
منبع: تبيان