سرشت علم(۴۰): نمونه ی کاربردی شکل گیری منظومه ی خورشیدی

جمعه, ۱۷ام اسفند, ۱۳۹۷
اندازه قلم متن

 

دکتر ریموند رخشانی *

مقاله و فایل صوتی چهلم:

 ****

 ****

نمونه­ی کاربردی – شکل­گیری[۱] منظومه­ی[۲] خورشیدی[۳]

 

تقاضایی بزرگ از شما دوست  عزیز و  اندیشمند محترم (خارج از ایران)

اگر سلسله فایل‌ های صوتی و مقالات علمی “سرشت علم”  برای شما سودمند بوده ا‌ند و هستند، خواهشمندم با شنیدن هر فایل صوتی با ارسال هر مبلغی که برای شما مقدور است) شاید بعنوان شهریه نام نویسی برای کلاس های دروسی علمی به زبان فارسی ، (به حساب بانکی زیر، مرا یاری دهید.

    PayPal    نام موسسه مالی 

www.paypal.me/rrakhshani    شناسه حساب در موسسه مالی

من به کار و آموزش مدنی (غیر انتفاعی، غیر دولتی و غیر خصوصی) باور دارم و مطمئن هستم که شما، اندیشمند محترم و پژوهشگر و کارشناس و استاد و پزشک عزیز خارج از ایران (که بنحوی مستمر این پروژه علمی را در سایت ملیون و در تلگرام و در لینکدین دنبال می کنید،) می توانید با ارسال مبلغی (شاید حتی یک دلار یا بیشتر برای هر فایل صوتی و مقاله علمی، به آدرس بانکی بالا،) من را برای ادامه این کار سنگین یاری داده تا قادر باشم این فایل‌ها و مقالات را، که تا امروز حاصل بیش از ۲۵ سال کار سیستماتیک و پژوهش علمی من بوده اند، بنحوی نظام مند در اختیار جوانان دانش پژوه ما که چنین امکانی را برای دسترسی به چنین پروژه ای لازم و امروزی و مدرن در ایران ندارند، امکانپذیر نمایم. با پشتیبانی شما، می توانم این کار سنگین و پروژه علمی – پژوهشی را، هرچه دقیق تر و جامع تر،  با دغدغه کاری و نگرانی مالی کمتری ادامه دهم.

پیشاپیش از یاری و یاوری شما اندیشمندان برای پیشبرد پروژه “سرشت علم” صمیمانه سپاسگزارم. همچنین از پشتیبانی مالی دوستان عزیزم آقایان دکتر بهرخ خوشنویس، دکتر منصور رحیمی، دکتر همایون مهمنش، آقای مرتضی رحیمی و آقای سعید مجیدی و همچنین فرد محترمی ناشناس بسیار سپاسگزارممسلما پیشبرد این پروژه، تا امروز، بدون حمایت مالی شما عزیزان برای من میسر نمی بود. با احترام، ر. رخشانی

 

اتم‌ هایی‌ که جسم ماه، زمین[۴] و خورشید را تشکیل داده­ اند مُدت‌ ها پیش از شکل ­گیری[۵] منظومه­ ی خورشیدی وجود داشته ­اند[۶]. آن اتم‌ ها در خود یعنی‌ در نسبتِ ایزوتوپی[۷]  خود اسنادِ وقایعیِ ازلی­ تری را دارند.[۸]

  • برای نمونه میزانِ بسیار زیادِ ایزوتوپِ ویژه ­ای از منگنز اشاره به وقوع طغیان و انفجاری عظیم[۹]  در نزدیکی‌ فضا‌مکانِ فعلی منظومه­ ی خورشیدی دارد[۱۰].
  • باقیمانده‌ های ایزوتوپ‌ های رادیویی که مدت­ هاست واپاشیده و فروکاسته شده ­اند[۱۱]، کلید‌های راهنمایی‌ هستند که نشانگرِ آن ­اند که از سحاب یا میغ­ وارگیِ توده ­ای پیش­ خورشیدی[۱۲] چگونه موادی جامد شکل گرفتند[۱۳].
  • امروزه با بکارگیریِ روش‌ هایِ علمی‌ و ابزار‌هایِ فنی[۱۴] ثابت شده­ است که سیستم‌ های خورشیدی ابتدا بساکن از چرخشِ ابرهایِ انبوهِ گردوغبار‌ها و گاز‌های بین ­ستاره ­ای[۱۵] که بصورتِ توده ­ای کروی و درهم­ شده ­اند و قرص یا لوحی مسطح[۱۶] بدورِ خود دارند، شکل می‌‌ گیرند.
  • تصاویرِ ماهواره ­ایِ امروزی از تولد و شکل­ گیریِ ستارگان[۱۷] این فرآیند را دقیقا همانگونه نشان می ‌‌دهند[۱۸].
  • موادِ مختلف در درجاتِ حرارتیِ متفاوت (و نتیجتاً در فواصلی مشخص از ستارگانِ در حالِ شکل­ گیری) جامد می ‌‌شوند[۱۹]. اما اندازه­ گیری دقیق زمانِ جامدشدنِ آنها بسیار مشکل است.

ایزوتوپ رادیوآکتیو پلوتونیوم ۲۴۴ [۲۰] ابزار اندازه­ گیر و زمان ­سنجِ دقیقی‌ را برای دانشمندان فراهم می ‌‌کند تا چنین فرآیندی را تخمین بزنند. [۲۱]

  • پلوتونیوم ۲۴۴ بهنگام شکل‌ گیری و تولدِ ستارگان بوجود آمده و نیم­ عمری برابر با ۸۳ میلیون سال دارد.
  • آن ایزوتوپ پس از دو واپاشی آلفایی به توریوم ۲۳۲ [۲۲] تبدیل می ‌‌شود.
  • توریوم ۲۳۲ بنوبه خود، از طریقِ فرآیندِ نادرِ ازهم­ شکافتیِ خودانگیخته [۲۳]، که در آن فرآیند هسته­ ی­ مرکزی بدونیم تقسیم می‌‌ شود واپاشیده یا فروکاسته شده، نوترون‌ های بسیاری را رها می ‌‌کند.
  • نیم­عمرِ توریوم ۲۳۲، ۱۳.۹ میلیارد سال است – که تقریبا با قدمتِ گیتی برابر است.
  • از آنجا که فرآیندِ ازهم­ شکافتی صد‌ها مگا‌الکترون ولت تولید می‌‌ کند، این واقعه در سیارک‌ ها و سنگ‌ های آسمانی (که چنین واقعه ­ای را گذرانده­ اند) گواه‌ ها و شواهدِ میکروسکوپی باقی‌ می‌‌ گذارد.
  • از آن گذشته، نوترون‌ های آزاد شده با هسته­ ی­ مرکزی اتم‌ ها درهم­ کنش کرده، ایزوتوپ‌ هایی نادر و غریب[۲۴]  بوجود می ‌‌آورند.

یدِ ۱۲۸  و یدِ ۱۲۹[۲۵]، هر دو، با دریافتِ نوترون از ایزوتوپِ ید ۱۲۷  (که پایداری دارد) تولید می‌‌ شوند.

  • هردوی آنها از طریقِ واپاشی بتایی به ایزوتوپ‌ هایِ زنون[۲۶]  تبدیل می ‌‌شوند.
  • بدلیل اینکه زنون  گازی خنثی است، هیچگونه واکنشِ شیمیایی‌ با هیچ ماده ­ای ندارد و نتیجتاً در همه­ ی موادِ سنگواره­ ایِ چگالیده یا متراکم[۲۷]  باقی‌ می‌‌ ماند.
  • با مطالعه ­ی شهاب ­سنگ‌ ها میزانِ زنونِ- ۱۲۹، زنون-۱۲۸ و مادر آنها یدِ-۱۲۷  (که میزانی‌ از آن به ید-۱۲۸ و یدِ-۱۲۹ واپاشیده یا فروکاسته شده) اندازه­ گیری می‌‌ شود.
  • نسبت زنون-۱۲۹ به ید-۱۲۷ (که حدودا باید ۱ به ۱۰۰۰۰ باشد) ساعتِ رادیوآکتیو دیگری را برای سرعتِ چگال یا تراکمِ[۲۸] سنگواره‌ ها  و قدمتِ آنها در اختیار دانشمندان قرار می ‌‌دهد.
  • نسبتِ بالاتر قدمتی بیشتر، و نسبتِ کمتر قدمتی کوتاه ­تر را اندازه­ گیری می ‌‌کند[۲۹].
  • با چنین ابزاری دانشمندان وقایعِ اولیه یا ازلی[۳۰]  را در گیتی‌ زمان­ سنجی می ‌‌کنند[۳۱]. (پی ­نوشت ح)

ایزوتوپ‌ هایِ رادیوییِ منقرض­ شده هم کلیدی را برای شناختِ ما از وقایعِ قبل از شکل­ گیریِ خورشید فراهم می‌‌ کنند[۳۲]. بسیاری از سنگ‌ های آسمانیِ فلزی، علایمِ مشهودِ تمایزی[۳۳]  دارند.

  • اغلب درونِ آنها فلزاتی سنگین ­تر و بر سطح‌ شان موادِ معدنی سبک­ تر یافت می ‌‌شوند. این سند بدین مفهوم است که آن ­شهاب­ سنگ‌ ها پس از درهم ­آمیزی یا درهم ­شدگی[۳۴] در حالتِ مذاب بوده ­اند.
  • اما جرم آنها کمتر از آن بوده است که گرمایشِ گرانشی یا جاذبه ­ای ­شان[۳۵] موادِ درونی‌ را کاملا ذوب کند (آنگونه که در کره­ ی زمین بوقوع پیوست[۳۶]. )

منبعِ دیگرِ گرمایشی که آن تمایز را می‌‌ تواند توضیح دهد، واپاشی یا فروکاهیِ رادیوآکتیوی  است[۳۷].

  • برای نمونه، آلومینیوم پس از هیدروژن و هلیوم یکی‌ از وافر‌ترین عناصر است که نزدیک به بیش از ۲ درصدِ عناصرِ سنگین­ تر را تشکیل می‌‌ دهد.
  • آلومینیومِ ۲۶ ایزوتوپی رادیوآکتیو است که نیم­ عمرِ ۷۳۰۰۰۰ ساله دارد و در واپاشی بتاییِ خود ۴ مگا الکترون ­ولت (۴MeV) رها می‌‌ کند.
  • به دلیلِ اینکه خود برای ذوب­ شدن به چیزی بیش از ۴ الکترون ­ولت (۴eV) نیاز ندارد، بقیه­ ی گرمای رهاشده­ ی فروکاهی بتایی آن می ‌‌تواند دلیل بوجودآمدن تمایز فلزات در شهاب­ سنگ‌ ها باشد.
  • تنها منشأ آلومینیوم ۲۶، انفجارِ ستارگان در پایانِ عمر‌شان است که ستارگان نوترونی[۳۸]  را هم (که قبلا در مورد ملکول‌ های چپ ‌دست بدانها اشاره شد) بوجود می‌‌ آورند.
  • وفورِ منگنزِ ۲۶ در شهاب ­سنگ‌ ها دلیل دیگری است که بهنگامِ شکل­ گیریِ خورشید میزانِ زیادی آلومینیومِ ۲۶ وجود داشته است[۳۹].

_____________________

[۱]

Hawking, Stephen. Brief Answers to the Big Questions. Bantam, 2018.

[۲]

همانگونه که در دیباچه ی کتاب زیر آمده، در میان بخش‌ های به هم مرتبط این کتاب، یاداشت‌ ها و نوشته ‌هایی‌ با عنوان­ های “نمونه‌ های کاربردی” قرارگرفته­ اند که در بیشتر موارد به جنبه‌ های اجرایی و به سرمشق‌ های پیاده­ سازی و به نمونه‌ های کاربردی موضوع‌ های علمی‌ می‌‌ پردازند.

[۳]

Rakhshani, Raymond. Origins of Modernity. Even Development in the Evolution of Science and Technology. South Carolina: CreateSpace, A Division of Amazon Publishing, 2011.

[۴]

Stein, Seth, and Wysession, Michael. An Introduction to Seismology, Earthquakes and Earth Structure. Wiley- Blackwell, 2002.

[۵]

Brush, Stephen, G. A History of Modern Planetary Physics: Volume 1, The Origin of the Solar System and the Core of the Earth from LaPlace to Jeffreys: Nebulous Earth. Cambridge University Press, 2009.

[۶]

Hawking, Stephen, and Mlodinow, Leonard. The Grand Design. Bantam, 2012.

[۷]

isotopic ratios

[۸]

McBride, N. and Gilmour, I. An Introduction to the Solar System. Cambridge: Cambridge University Press, 2004.

[۹]

cataclysmic event

[۱۰]

Burgess, Eric, and Dunne, James, A. The Voyage of Mariner 10: Mission to Venus and Mercury (NASA History Series Book.) National Aeronautics and Space Administration, 2012.

[۱۱]

Long decayed radio-isotopes

[۱۲]

protosolar nebula

[۱۳]

Mandt, Kathleen, and Mousis, Olivier, and Bockelee-Morvan, Dominique, and Russell, Christopher. Comets as Tracers of Solar System Formation and Evolution. Springer, 2017.

[۱۴]

National Aeronautics and Space Administration (NASA.) Venture into Space: Early Years of Goddard Space Flight Center – Report on Vanguard, Mercury Tracking, Explorer, Pioneer, Tiros, Telstar, Relay, and Syncom Satellites. Independently Published, 2017.

[۱۵]

interstellar gases

[۱۶]

flat thin disk

[۱۷]

Dickinson, Terence. Hubble’s Universe: Greatest Discoveries and Latest Images. Firefly Books, 2017.

[۱۸]

Bell, Jim. The Interstellar Age: Inside the Forty-Year Voyager Mission. Dutton, 2015.

[۱۹]

Spohn, Tilman, and Breuer, Doris, and Johnson, Terrence. Encyclopedia of the Solar System. Elsevier, 2014.

[۲۰]

plutonium-244

[۲۱]

Woolfson, M. The Formation of the Solar System: Theories. London: Imperial College Press, 2007.

[۲۲]

thorium-232

[۲۳]

rare spontaneous fission

[۲۴]

exotic isotopes

[۲۵]

iodine-128 and iodine-129

[۲۶]

Xenon

[۲۷]

condensed rocks

[۲۸]

condensation speed

[۲۹]

Meersman, Thomas, and Brunner, Eike. Hyperpolarized Xenon-129 Magnetic Resonance: Concepts, Production, Techniques and Applications. Royal Society of Chemistry, 2015.

[۳۰]

primordial events

[۳۱]

برای دریافت نیاز‌های ابزاری و شناخت ابعاد و مقیاس‌ هایی‌ که در این کتاب بدان‌ ها پرداخته شده، نگاه کنید به:

http://htwins.net

[۳۲]

Chown, Marcus. Solar System: A Visual Exploration of the Planets, Monns and Other Heavenly Bodies that Orbit Our Sun. Black Dog & Leventhal, 2016.

[۳۳]

obvious signs of differentiation

[۳۴]

coalescing

[۳۵]

gravitational heating

[۳۶]

Burbine, Thomas, H. Astroids: Astronomical and Geological Bodies. Cambridge University Press, 2017.

[۳۷]

Seeds, Michael, A. and Backman, Dana. The Solar System. Cengage Learning, 2015.

[۳۸]

neutron stars

[۳۹]

Igel, Heiner. Computational Seismology. Oxford University Press, 2017.

 پی­نوشت ح

 

وقایع از ازل (بدو گیتی (تاکنون روش و ابزار‌های علمی‌ شناخت

TECHNIQUES and TOOLS

(How the Scientists Know)

EVENTS TIME
Hubble’s Law, Cosmic Microwave Background (CMB) fluctuations Quarks fuse into protons and neutrons; Quark era ends and Hadron era begins. ۱۰ seconds
CMB photon ration Nearly all protons and neutrons annihilate with their antiparticles; Lepton era begins. ۱۰ seconds
Baryon/CMB photon ratio Nearly all electrons and positrons annihilate each other. ۱ seconds
Quasar absorption lines ۲H forms. ۳ minutes
Abundances in oldest stars ۳He, ۴He, and ۷Li form. ۳ minutes
Details of CMB radiation Atoms form, CMB breaks free, and matter rules. ۳۸۰۰۰۰ years

 

وقایع از ازل (بدو گیتی  (تاکنون روش و ابزار‌های علمی‌ شناخت

TECHNIQUES and TOOLS

(How the Scientists Know)

EVENTS TIME
Ages of oldest stars Milky Way galaxy forms. ۱ billion years
۲۶Al → ۲۶Mg in Meteorites Nearby supernova triggers a gas-cloud collapse to form our solar system. ۴٫۵۶۵ x 10۹ years ago (ya)
۸۷Sr/۸۷Rb clock First meteorite material forms; our solar system is born. ۴٫۵۶ x 10۹ ya
۱۲۸I + ۱۲۹I → ۱۲۸Xe + ۱۲۹Xe Meteorites and pantesimals condense. ۴٫۵۵ x 10۹ ya
۱۴۷Sm → ۱۴۳Nd decay Moon formed by the collision of a giant plantesimal with Earth. ۴٫۵۰ x 10۹ ya
U and Th decay sequences Oldest crystal rocks form. ۳٫۸۵ x 10۹ ya
۱۳C/ ۱۲C ratios in zircons Life emerges on Earth. ۳٫۸ x 10۹ ya
Banded iron deposits of Fe+O۲ Atmospheric O۲ begins rising and fluctuating. ۳٫۸ to 1.8 x 10۹ ya

 

وقایع از ازل (بدو گیتی  (تاکنون روش و ابزار‌های علمی‌ شناخت

 

TECHNIQUES and TOOLS

(How the Scientists Know)

EVENTS TIME
Steranes (derived from steroids) present in Australian shales First cells with nuclei emerge. ۲٫۵ x 10۹ ya
Zircon U → Pb dating of carbon and boron isotope-ratio anomalies and anomalous sedimentation patterns (e.g. cap-carbonates) Last “snowball” Earth. ۶۰۰ x 10۶ ya
Fossil records Cambrian explosion. ۵۲۵ x 10۶ ya
Fossil records Greatest mass extinction in Earth’s history; 90% of all species disappear. ۲۵۱ x 10۶ ya
Iridium layer; ۲۳۵U and ۲۳۸U decay Chixulub meteor wipes out the dinosaurs. ۶۴٫۵ x 10۶ ya
Sea floor cores Isthmus of Panama closes off Pacific and Atlantic Oceans. ۳٫۵ x 10۶ ya
Sea floor cores Large-scale glaciers appear ۲٫۸ x 10۶ ya

 

وقایع از ازل (بدو گیتی (تاکنون روش و ابزار‌های علمی‌ شناخت

TECHNIQUES and TOOLS

(How the Scientists Know)

EVENTS TIME
۴۰Ar/۳۹Ar and۱۸O/۱۶O ratios Orbit variations trigger monsoon cycles. ۱۵۵۰۰۰ ya
Coral growth record Sudden sea-level rise as previous ice age ends. ۱۲۵۰۰۰ ya
۱۴C dating of pollen mudwasp nests Australian cave paintings created. ۱۷۰۰۰ ya
Tree rings End of last ice age. ۱۰۹۰۰ ya
۱۴C dating and isotope ratios Oetzi the Iceman lived and died in the European Alps. ۵۳۰۰ ya
Tree rings Today’s oldest bristlecone pines sprouted. ۴۹۰۰ ya
۱۴C dating Stonehenge built. ۴۸۰۰ ya
۱۴C dating Egyptian pyramids built. ۴۵۱۰ ya
۱۴C dating Oldest alphabet created by Phoenicians as in King Sesostris of Egypt Calendar. ۳۸۸۱ ya

 

 

وقایع از ازل (بدو گیتی (تاکنون روش و ابزار‌های علمی‌ شناخت

TECHNIQUES and TOOLS

(How the Scientists Know)

EVENTS TIME
۱۴C dating of organic materials in paint Pecos Cave paintings created. ۳۸۶۵ ya
۱۴C dating of plaster Roman amphitheater in Merida, Spain built. ۱۹۰۰ ya
۱۳C/۱۲C ratios Orinoco Indians cultivate beans and maize. ۱۶۰۰ ya
۱۴C in plaster Elaborate Portuguese villas built in Roman style. ۱۴۳۰ ya
Tree rings Medieval Warm period; Vikings in Greenland. ۱۴۰۰ to 600 ya
۱۴C dating and ۱۳C/۱۲C ratios Native Americans in Midwest USA learn to plant corn. ۹۰۰ ya
۱۴C in plaster and tree rings Cathedrals in Aland Islands, Finland, built. ۷۳۰ ya
Tree rings and carbon isotope ratios Anasazi civilization in Chaco Canyon collapses. ۷۱۰ ya
Tree Rings Little Ice Age. ۶۰۰ to 200 ya

 

وقایع از ازل (بدو گیتی (تاکنون روش و ابزار‌های علمی‌ شناخت

TECHNIQUES and TOOLS

(How the Scientists Know)

EVENTS TIME
۱۴C in plaster Tower in Newport, Rhode Island, built. ۳۲۰ ya
Neutron activation Spanish forger illustrates medieval manuscripts. ۱۲۵ ya

 

————————

بخش ۱ این نوشته

بخش ۲ این نوشته

بخش ۳ این نوشته

بخش ۴ این نوشته

بخش ۵ این نوشته

بخش ۶ این نوشته

بخش ۷ این نوشته

بخش ۸ این نوشته

بخش ۹ این نوشته

بخش ۱۰ این نوشته

بخش ۱۱ این نوشته

بخش ۱۲ این نوشته

بخش ۱۳ این نوشته

بخش ۱۴ این نوشته

بخش ۱۵ این نوشته

بخش ۱۶ این نوشته

بخش ۱۷ این نوشته

بخش ۱۸ این نوشته

بخش ۱۹ این نوشته 

بخش ۲۰ این نوشته 

بخش ۲۱ این نوشته 

بخش ۲۲ این نوشته

بخش ۲۳ این نوشته

بخش ۲۴ این نوشته

بخش ۲۵ این نوشته

بخش ۲۶ این نوشته

بخش ۲۷ این نوشته

بخش ۲۸ این نوشته

بخش ۲۹ این نوشته

بخش ۳۰ این نوشته

بخش ۳۱ این نوشته

بخش ۳۲ این نوشته

بخش ۳۳ این نوشته

بخش ۳۴ این نوشته

بخش ۳۵ این نوشته

بخش ۳۶ این نوشته

بخش ۳۷ این نوشته

بخش ۳۸ این نوشته

بخش ۳۹ این نوشته

—————–

* مقاله و فایل صوتی چهلم

با سلام، من ریموند رخشانی هستم و حوزه کارشناسی من مهندسی‌ سیستم‌ هاست، و تخصص من در بکارگیری اندیشه سیستمی‌ برای انتقال فن آوری و اجرا و پیاده سازی تولید فراورده‌ های نوین می‌‌ باشد.
در این سلسله از مقالات و فایل‌ های صوتی، کوشش می کنم که علم مدرن را (به زبان فارسی) از پایه به دوستانی که علاقمند هستند، در حد توان، ارائه کنم. از اساتید، پژوهشگران و اندیشمندان عزیز، خواهشمندم که لینک‌ ها را به دوستان و بویژه به جوانان دانش پژوه ما (که اغلب دسترسی نظام مند برای آشنایی با علم مدرن – به زبان فارسی – ندارند) ارسال فرمایند.

دوستانی هم که در شبکه‌ های اجتماعی حضور دارند، می توانند این مجموعه فایل‌ های صوتی و مقالات “سرشت علم” را از ابتدا از طریق لینک تلگرام زیر با دوستان دیگر شریک شوند. با احترام، ر. رخشانی

https://t.me/natureofscience


به کانال تلگرام سایت ملیون ایران بپیوندید

هنوز نظری اضافه نشده است. شما اولین نظر را بدهید.