جستجوی حیات در زیر یخ های زمین و اروپا (ماه مشتری) با زیردریایی ریزجثه

رضا باقرزاده - یک شنبه 26 خرداد ۱۳۹۲ - 17:40

این زیردریایی جثه ای به کوچکی دو قوطی نوشابه دارد، اما دانشمندان فکر می کنند ممکن است بتواند برای کشف حیات در دیگر سیارات همچون Europa (ماه پوشیده از یخ مشتری)، مفید و کاربردی باشد. 

این جستجوگر کوچک که DADU نام دارد، یکی از پروژه های بخش تکنولوژی ریزسیستم های دانشگاه آپسالا است. DADU برای این طراحی شده تا به جستجو در دریاچه های زیر یخچال های طبیعی بپردازد. دریاچه هایی که در کره خاکی ما هم وجود دارند و در دو قطب می توان نمونه هایی از آنها را پیدا کرد. این دریاچه های پوشیده شده با لایه های ضخیم یخ، اغلب میزبان حیات میکروبی هستند که قادر است در دماهای فوق پایین هم زنده بماند. 

آژانس فضایی اروپا قصد دارد طی ماموریتی در سال ۲۰۳۰ ضخامت یخ سطح Europa را اندازه بگیرد و ناسا هم در حال برنامه ریزی یک ماموریت در مدار اروپا است. در حالی که اسباب و وسایل اختصاصی چنین سفرهایی هنوز طراحی نشده اند، اما نسخه های آزمایشی DADU توانسته اند توانایی و آمادگی خود را برای این ماموریت ها به خوبی نشان دهند. 

سطح Europa پوشیده از یخ است. لذا دانشمندان فکر می کنند یک ماموریت رباتیک می تواند با سوراخ کاری روی آن، داده های بیشتری را جمع آوری کرده و اطلاعات بیشتری درباره آنچه که در زیر پنهان شده را فاش کند. 

از تجهیزات این زیر دریایی می توان به یک سونار اسکن جانبی برای تصویر برداری زیر یخ، یک کابل فیبر نوری برای ارتباط لحظه ای و برخط، یک دوربین، یک نمونه بردار از گیاهان و جانوران آبزی و دیگر تجهیزات لازم برای گردآوری اطلاعات اشاره کرد.

ساعت اتمی چگونه کار می کند؟

امین باقرزاده در - 2013-03-19 13:08

وقتی که برق می رود و دوباره می آید، یا اینکه باتری ساعت تان تمام شده و آن را عوض می کنید، از کجا می دانید که ساعت تان را روی چه زمانی تنظیم کنید؟ اصلا از کجا می دانید که گذر زمان چگونه بوده است؟ یا اینکه چگونه می توان گذر دقیق زمان را بدون اشتباه اندازه گرفت؟ در حالی که ساعت های ما مرتبا عقب مانده یا جلو می روند؟ اصلا چطور می توانیم این طور دقیق برای تحویل سال به ساعت مان اعتماد کنیم؟! :) 

در ایالات متحده زمان استاندارد بر اساس ساعت مرجع رصدخانه نیروی دریایی (USNO) که مرجع رسمی زمان برای وزارت دفاع است، تنظیم می شود. و تاثیر این مکانیسم در تمامی ساعت های مچی، زنگ دار، کامپیوترها، منشی های تلفنی خودکار و برنامه های زمان بندی این کشور قابل مشاهده است. 

و به همین ترتیب در تمام دنیا ساعت های مرجع این چنینی برای تنظیم زمان وجود دارند. اما این ساعت ها چقدر دقیق اند و از چه نوعی هستند که این گونه با اعتماد کامل تمام محاسبات زمان دنیا را بر دوش آنها گذارده اند؟ 

جواب کوتاه «ساعت اتمی» است و برای جواب کامل هم پیشنهاد می کنم در ادامه مطلب با برخط همراه باشید.

با هر کلیک موس چند کالری می سوزانید؟

محققان.

بازی های کامپیوتری که با موس سر و کار دارند، می توانند حسابی خسته کننده باشند. به خصوص اینکه قرار باشند چند ساعت متوالی هم مشغول بازی باشید. پس شاید بتوان به نوعی آنها را یک تمرین ورزشی به حساب آورد، درست است؟ حداقل یک نشریه ژاپنی این گونه فکر می کند و به محاسبه میزان کالری مصرفی برای هر بار کلیک کردن دکمه موس هم پرداخته است! 

ژورنال PHP Science World Shinsho در مقاله ای با جزئیات کامل به این موضوع پرداخته و نتیجه گرفته که هر بار کلیک روی دکمه موس باعث سوزاندن 1.4 کالری می شود. (این نتیجه محاسبه آنها است ما نظری در این رابطه نداریم!) این اندازه گیری بر پایه آن است که انگشت اشاره تقریبا 10.8 سانتیمتر مکعب حجم و 11.7 گرم وزن دارد و هر بار حرکت ماهیچه های آن برای کلیک، به ۱۹۵ میکرو مول آدنوزین تری فسفات نیاز دارد. 

خب، بگذارید ببینیم؛ اگر متوسط مصرف کالری روزانه یک مرد و زن بالغ به ترتیب ۲۰۰۰ و ۱۷۰۰ کیلوکالری باشد، برای کاهش وزن با این شیوه ورزشی به چه تعداد کلیک روزانه نیاز دارید؟

شیوه ساخت، کارکرد و استفاده از سلول های خورشیدی

محمدرضا حقیری در - 2013-03-16 12:13

سلول خورشیدی یکی از عباراتی است که بسیار آن را می شنویم و همیشه به عنوان یکی از راه حل های دنیای آینده برای تامین انرژی روی آن تاکید می شود. اما در قدم اول لازم نیست آن را چیز چندان پیچیده ای بدانیم. حتما شما ماشین حساب های با سلول خورشیدی را دیده اید. ابزارهایی که هیچ گاه به باتری و چیزهایی مانند این نیازی پیدا نمی کنند و دکمه خاموش و روشن هم ندارند. تا زمانی هم که نور کافی در محیط باشد، آنها برای همیشه به کار خود ادامه می دهند. شاید هم پنل های بزرگتر خورشیدی را دیده باشید. مثلا روی علائم و تابلوهای جاده ای و چراغ های سه رنگ راهنمایی سر چهارراه ها.

اگر چه این پنل های بزرگتر در دور اطراف ما همانند ماشین حساب های خورشیدی زیاد نیستند و عمومیت ندارند، اما اگر بدانید کجا دنبال آنها بگردید، به راحتی می توانید یکی از آنها را ببینید. در حقیقت ابزارهای فتو ولتائیک که زمانی منحصرا در فضا و برای تامین نیروی سیستم های الکتریکی ماهواره ها مورد استفاده قرار می گرفتند (از سال ۱۹۵۸) روز به روز استفاده های معمولی و ساده تری پیدا می کنند. تکنولوژی همیشه راه خود را به ابزارهای بیشتری باز می کند، از عینک های افتابی گرفته تا ایستگاه های شارژ ماشین های الکتریکی. 

و اکنون چند دهه است که انسان با امید به یک «انقلاب خورشیدی» و ایده اینکه روزی ما خواهیم توانست تمام انرژی الکتریسیته مان را از خورشید تهیه کنیم، زندگی می کند. این یک وعده اغوا کننده است، زیرا در یک روز روشن و آفتابی، امواج خورشید تقریبا ۱۰۰۰ وات برمتر مربع انرژی را روی سطح زمین رها می کنند. اگر روزی بتوانیم تمام این انرژی را جمع آوری و مهار کنیم، نیروی لازم برای تمام خانه ها و ادارات ما به طور رایگان تامین خواهد شد. 

در این مقاله قصد داریم به توضیح چگونگی تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته توسط سلولهای خورشیدی بپردازیم. پس در ادامه مطلب با برخط همراه باشید.

سر انجام اثبات شد: برخورد شهاب سنگ عظیم در مکزیک، .......

محمد رضا حقیری-- 2013-02-13 14:57

تیمی متشکل از محققان امریکایی و اروپایی این امر را تایید کرده اند که انقراض کامل در دوران سوم کرتاسه یعنی واقعه ای که تقریباً 75 درصد از گونه های زنده روی زمین از جمله تقریباً تمام دایناسورها را منقرض کرد، به وسیله شهاب سنگی که 66 میلیون سال قبل با زمین برخورد کرد، رخ داده است. انقراض دوران سوم کرتاسه در اصل آخرین انقراض بزرگی است که بر روی زمین رخ داده و از آن رو مورد توجه است که منجر به گوناگونی پستانداران شد که آن نیز سر انجام، به پیدایش نسل بشر انجامید. 

66 میلیون سال قبل، شهاب سنگی که 15 کیلومتر پهنا داشت به منطقه ای که امروزهدهانه چیکسالوب نام دارد و در مکزیک واقع شده، برخورد کرد. این تصادم باعث به جای ماندن یک دهانه برخوردی با قطر 180 کیلومتر شد و نزدیک به 420 زتا ژول (یعنی 420 ضربدر 10 به توان 21 ژول) انرژی را آزاد کرد که برابر با انرژی حاصل از انفجار 100 ترا تن (یعنی 100 ضربدر 10 به توان 12 تن) TNT بود. برای مقایسه، کافی است اشاره کنیم که انرژی آزاد شده از برخورد چیکسالوب، 2 میلیون بار بزرگتر از انرژی رها شده در قوی ترین آزمایش هسته ای بشر یعنی بمب تزار روسیه است که به سال 1961 انجام شده. 

اثر حاصل از این برخورد، به پا خواستن یک ابر عظیم گرد و غبار بود که نور خورشید را مسدود کرد و منجر به شروع فرآیند مرگ بخش بزرگی از پوشش گیاهی زمین شد که آن نیز به نوبه خود، مرگ جانوران گیاه خوار -و به واسطه آن گوشت خوار- را به دنبال داشت. با توجه به درصد بالای اکسیژن هوای زمین در دوران کرتاسه، این تصادم بزرگ احتمالاً منجر به وقوع توفان های آتش بزرگ در سطح دنیا هم شده که آن نیز می تواند علت مرگ تعداد دیگری از جانداران باشد. از آنجایی که محل برخورد در اقیانوس بوده، وقوع سونامی های عظیم هم سواحل دنیا را زیر و رو کرده.

با این حال تا زمان حاضر، شواهد کافی برای آنکه برخورد چیکسالوب را عامل وقوع انقراض عظیم کرتاسه بدانیم وجود نداشت. مسلم بود که یک اثر برخوردی بزرگ باعث آن انقراض شده ولی شواهد قبلی زمان برخورد چیکسالوب را تا 300 هزار سال قبل از انقراض دایناسورها نشان می دادند. زیست شناس ها و زمین شناس ها در حال بحث بودند که شاید علت دیگری باعث این انقراض شده -دهانه برخوردی شیوا در هند که باعث فعال شدن آتش فشان ها شده، یا فوران های عظیم آتش فشانی در سطح زمین یا شاید هم فرآیندی تدریجی؛ اینها نظریه های موازی به شمار می رفتند. 

با این حال اکنون دانشمندان اروپایی و امریکایی با استفاده از تجهیزات جدید توانسته اند دامنه تخمین زمان برخورد در دهانه چیکسالوب را به 11 هزار سال محدود کرده و بین 66.03 تا 66.04 میلیون سال قبل قرار دهند که تقریباً همزمان با انقراض عظیم دایناسورها است. وقتی بحث بر سر پیدا کردن زمان وقایع زیست شناسی باشد، 11 هزار سال نهایت دقت ممکن به شمار می رود. 

مقاله منتشره به واسطه تحقیق جدید نشان می دهد که «برخورد چیکسالوب به احتمال زیاد شروع تغییرات اکوسیستم هایی را کلید زده که در همان زمان نیز در شرایط بسیار شکننده ای قرار داشته اند.» به بیان دیگر، پیش از وقوع برخورد نیز اکو سیستم های آن موقع زمین در حال تلو تلو خوردن به سمت خود-نابودی بوده اند و این انفجار زتا ژولی (!) تنها ضربه آخر به آنها بوده. 

کشف جدیدترین، طولانی ترین عدد اول جهان با ۱۷ میلیون رقم

رضا باقرزاده در - 2013-02-06 14:41

دانشمندان و ریاضی دانها همیشه به دنبال راه هایی هستند تا تئوری ها را اثبات یا رد کنند و یا دامنه تازه ای از علم را معلوم نمایند که تا کنون در تاریکی قرار داشته است. آن گونه که به نظر می آید، تحقیق هیچ گاه پایانی نخواهد داشت و همیشه کشفیات جدید در راه هستند. 

محققان Curtis Cooper از دانشگاه مرکزی میسوری به تازگی بزرگترین عدد اول جهان را کشف کرده اند. این عدد اول که محققان توانسته اند آن را محاسبه کنند، از ۱۷،۴۲۵،۱۷۰ رقم تشکیل شده است. 

آنها این کشف را با استفاده از برنامه Great Internet Mersenne Prime Search یا GIMPS انجام داده اند. این پروژه یک شبکه از کامپیوترهای شخصی در سراسر دنیا است که به صورت اختصاصی برای تحقیقات در خصوص اعداد اول مورد استفاده قرار می گیرد. عدد کشف شده توسط تیم کوپر، 2 به توان 57,885,161 منهای 1 است. 

اهمیت چنین کشفی این است که عدد مورد نظر، اولین عدد اول کشف شده طی چهار سال گذشته است. یافتن یک عدد اول جدید بسیار به ندرت اتفاق می افتد و ریاضی دان ها پیدا کردن آن را به یافتن الماس تشبیه می کنند. برای اینکه تصوری از این عدد داشته باشید، بهتر است بدانید فایل متنی حاوی آن ۲۲ مگابایت حجم دارد. در حالی که این فایل تنها حاوی توالی اعداد پشت سر هم است. 

اگر ریاضیات دوران مدرسه را به خاطر داشته باشید، می دانید که اعداد اول تنها بر خودشان و بر عدد یک قابل تقسیم هستند. دیگر نکته جالب داستان اینجا است که ۱۴عدد اول بزرگی را که فعلا می شناسیم، همگی توسط پروژه GIMPS کشف شده اند.

پروژه ابرکامپیوتر 1.6 میلیارد دلاری برای شبیه سازی مغز انسان

مانی رهنما 2013-04-15:24

در یکی از بزرگترین بازخلق های مغز انسان در محیط کامپیوتر، یک گروه از محققان بین المللی سرمایه ای 1.6 میلیارد دلاری را جمع کرده اند تا پروژه جاه طلبانه شبیه سازی مغز انسان را پیش ببرند. 

قرار است طی ۱۰ سال آینده دانشمندانی از تیم های تحقیقاتی مختلف به دنبال فهم و طراحی نقشه شبکه صدها میلیاردی ارتباطات نورونی باشند. این ارتباطات نورونی تشکیل دهنده تفکرات ارادی، احساسات مختلف و حتی خودآگاهی هستند. برای انجام چنین کاری محققان می خواهند از یک شبیه سازی تصاعدی چندلایه ای در مقیاس بزرگ بر روی یک سوپرکامپیوتر بهره ببرند. 

و البته برنامه ریزان این پروژه آن را چندان کوچک و دست پایین هم نگرفته اند. تیم کاری این پروژه را بیش از ۲۰۰ محقق از ۸۰ انستیتو در سراسر دنیا تشکیل می دهند. آنها حتی خودشان را از نظر حوزه کاری و بلند پروازی با « برخورد دهنده بزرگ ذرات » مقایسه می کنند. آنها «پروژه مغز انسان» را یک پروژه «سرن برای مغز» تعریف می کنند. 

به گفته دانشمندانی که روی این پروژه کار می کنند، HBP قرار است پلتفرم های جدیدی برای محاسبات کامپیوتری neuromorphic و نورو-روبوتیک بسازند که به محققان اجازه دهد تا سیستم های کامپیوتری و ربات های جدیدی را بر پایه معماری و اجزای مغز شکل دهند. 

این محققان سعی می کنند که مغز انسان را بخش به بخش بازسازی کنند و سرانجام این قطعات ادراکی را در کنار یکدیگر گذارده و یک سوپرکامپیوتر تازه بسازند. 

Torsten Wiesel برنده نوبل سوئدی می گوید: «حمایت از HBP یک قدم حیاتی است که پیشرفت های مهمی را امکان پذیر می کند و در فهم چگونگی کارکرد مغز به ما کمک می کند.» این پروژه می تواند باعث توسعه کامپیوترهای جدید و قدرتمندی گردد که از پس ذخیره و پردازش حجم انبوهی از اطلاعات جدید درباره مغز بر می آیند. در حالی که دانشمندان علوم اعصاب از هم اکنون اماده استفاده از این ابزارهای جدید در تحقیقات و آزمایشگاه های شان هستند. 

این محققان همچنین امیدوارند در مراحل تحقیق شان بتوانند به دانش تازه ای درباره درمان بی نظمی های عصبی و نورونی همچون پارکینسون و آلزایمر دست یابند.

پژوهشگران و خلق کریستال هایی که تقریباً زنده اند

رضا نیک نژاد- 2013-02-03 15:27

حیات ساخته دست انسان، یعنی چیزهایی مثل فرانکنشتاین افسانه هستند ولی در سمت واقعیت، دانشمندان در حال نزدیک شدن به دستاوردهایی از این جنس اند. 

در اینجا به کریستال های جدید حساس به نور می پردازیم که توسط محققان دانشگاه نیویورک توسعه یافته اند و بسیار نزدیک به "مفهوم زنده بودن" هستند طوری که شما را به پرسش درباره اینکه معنای "زنده بودن" واقعاً چیست وا می دارند. 

این کریستال ها، مکعب های میکروسکوپیکی از جنس هماتیت هستند که قادر به "تولید الکتریسیته" در زیر تابش طول موج خاصی از نور آبی اند. در نتیجه، وقتی در آب اکسیژنهقرار داشته باشند، نور آبی مناسب می تواند آنها را به "شنا کردن در اطراف، ادغام شدن با یکدیگر و تشکیل کریستال های بزرگتر، و سپس جدا شدن" وا دار کند که این فرآیند به دفعات قابل تکرار است. سپس با خاموش شدن نور، آنها از حرکت با می ایستند. 

آقای پاول چایکین که یکی از نویسندگان مقاله علمی چاپ شده در مجله Science در این رابطه است می گوید که در این فرآیند، به کریستال های کوچک "تحول پذیری و تحرک پذیری" القا می شود که دو مفهوم پایه برای "زنده" در نظر گرفتن هر چیزی هستند. تنها کمبود آنها در حال حاضر، عدم تکثیر است. دیگر محقق این پروژه آقای جرمی پالاچی می گوید: 

«ما با این فرآیند نشان می دهیم که چطور با یک سیستم ساده و فعال که مرکب از مواد مصنوعی است، می توانیم دو ویژگی سیستم های دارای حیات را بازسازی کنیم. البته فکر نمی کنم این باعث شود سیستم ما به معنای واقعی "زنده" لقب بگیرد ولی بر این حقیقت تأکید می کند که حد فاصل بین این دو، تا حدودی فرضی است.» 

واقعاً دستاوردی دال بر اینکه کریستال های مورد ذکر می توانند ناگهان قادر به تکثیر خود شوند موجود نیست ولی آنها می توانند دریچه ای برای نگاه به گذشته باشند؛ یعنی زمانی که بلوک های سازنده حیات تقریباً وضعی مشابه این داشتند، زمان قبل از یادگیری تکثیر و به وجود آمدن حیات واقعی. 

قرار است آقای چایکین و پالاچی، بر روی ذرات دیگری که دارای تحول پذیری و قدرت تکثیر هستند ولی توانایی حرکت ندارند کار کنند. اگر این دو پژوهش به نوعی منجر به تکمیل هم شوند، ممکن است نتایجی واقعاً شگفت انگیز را ببینیم.