سرشت علم(۴۲): نمونه ی کاربردی – قدمت منظومه ی خورشیدی

جمعه, ۹ام فروردین, ۱۳۹۸
اندازه قلم متن

 

دکتر ریموند رخشانی

مقاله و فایل صوتی چهل و دوم

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.

لینک همه مقالات و فایل‌های صوتی پیشین در پایان مقاله گذاشته شده است.

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

******

نمونه­ی کاربردی[۱] – قدمت منظومه­ی خورشیدی[۲]

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  

امروزه دانشمندانِ حُوزه ­ی علم[۳]، با بکارگیریِ رَوش‌ هایِ علمی‌ و ابزار‌هایِ فنی‌ شناخت[۴]، عُمر منظومه­ ی خورشیدی را با دقتی‌ بهتر از ۱ درصَد قدمت زده­ اند و ۴.۵۶ میلیارد سال ارزیابی کرده­ اند[۵]. در بیشترِ موارد روشِ ابزاریِ قدمت­ زنی با بکارگیریِ سنگ‌ هایِ کره­ ی زمین انجام گرفته است.[۶] (پی­نوشت ح)

در متون و فرهنگ‌ های کهن ارزیابی‌ های بی­ شماری برای قدمتِ زمین بوده است. بابلی ‌ها و یونانی ‌ها از پاسخگویی به چنین پرسشی اجتناب کردند و تنها به کهن­ بودن زمین اشاره دارند.

  • قدیمی‌‌ ترین سندِ ارزیابی قدمتِ زمین به اساطیرِ هندی باز می‌‌گردد[۷] که ۱۵۰۰ سال پیش از میلاد، عمرِ زمین را دقیقا ۱ میلیارد و ۹۴۹ میلیون و ۹۷۲ هزار و ۹۱ سال تخمین زده­ است. در واقع این برآوردِ اساطیری از همه­ ی تخمین‌ های دیگر به عمر واقعیِ‌ زمین نزدیک­ تر بوده است.
  • در مذاهبِ تک­ خدایی که در آنها نیاز به تفسیرِ لحظه­ ی آفرینش هست تخمین‌ ها بسیار کوتاه­ ترند.
  • مذهبِ زرتشت ۱۴۰۰ سال پیش از میلاد، عمرِ زمین را ۱۲۰۰۰ سال برآورد کرد.
  • مذاهبِ ابراهیمی تخمین‌ های کوتاه­ تری برای قدمتِ زمین دارند.
  • برای نمونه برآوردِ رسمی‌ کلیسا (بر اساس متن انجیل) به اسقفِ ایرلندی آشر[۸]  در سال ۱۶۵۰ باز می ‌‌گردد[۹]. وی زمانِ آفرینش زمین را ساعتِ ۵ بعدازظهر ۲۳ اکتبر سال ۴۰۰۴ پیش از میلاد تخمین زده ­است.

با تفوق تدریجی‌ علم در قرنِ ۱۷ روش‌های جدیدی برای ارزیابی قدمتِ زمین بکارگرفته شد.

  • کپلر که شدیدا تحت­ تاثیرِ تعلیمِ کلیسا بود، علیرغم استفاده از محاسباتِ نجومیِ مدار‌های زمینی‌، در تایید مکتبِ غالب، عمر زمین را نزدیک به تخمین نهادِ مذهبی‌ کلیسا یعنی ۵۹۹۳ سال ارزیابی کرد[۱۰].
  • بنووا دو مایه[۱۱]  در سال ۱۷۴۸ با اشاره به وجودِ صدف‌ های دریایی بی­ شمار و قدمتِ آنها عمرِ زمین را حداقل ۲ میلیارد سال ارزیابی کرد[۱۲].
  • در قرن ۱۹ فیزیکدان‌ ها از سویی با زیست­ شناسان و زمین ­شناسان از سویی دیگر در عمرسنجی یا تخمین قدمتِ زمین اختلاف پیدا کردند. لرد کلوین  عمرِ زمین را ۱۰۰ میلیون سال برآورد کرده بود و دانشمندانی که به تکاملِ آهسته و تدریجی‌ زمین­ شناسانه و زیست­ شناسانه گواه می ‌‌دادند قدمتِ زمین را بیشتر از ۲ میلیارد سال ارزیابی می ‌‌کردند[۱۳].
  • ستاره­ شناس آمریکایی هنری نوریس راسل[۱۴] نخستین کسی‌ بود که با بکارگیری واپاشی یا فروکاهیِ رادیوآکتیوِ اورانیوم به سرب، قدمتِ زمین را بیش از ۴ میلیارد تخمین زد[۱۵]. از زمانِ او روش‌ ها بتدریج دقیق ­تر شده­ اند.

موادِ رادیوآکتیو و واپاشی یا فروکاهی آنها، بهترین و دقیق‌ ترین ساعت‌ ها برای عمرسنجی یا تاریخ­ گذاری هستند[۱۶]. با اندازه­ گیری میزانِ ایزوتوپ‌ های عنصرِ مادر به ایزوتوپ ‌های عنصرِ دختر در هر نمونه ­ای[۱۷]، عمرِ هر چیز بدقت اندازه­ گیری می‌‌ شود.

مجموع هسته­ ای عنصر مادر و عنصر دختر دقیقا میزانِ عنصرِ مادر را بدست می ‌‌دهد.

  • با دانستن آهنگِ واپاشی عناصر، و نیم­ عمر آنها و نسبتِ واپاشیده یا فروکاسته شده­ یِ آنها، عمرِ اجسام دقیقا ارزیابی می‌‌ شود.
  • دو اشتباه می‌‌ باید دقیقا ارزیابی شود، نخست اینکه هر نمونه­ ی موردِ ارزیابی ابتدا بساکن مقداری از عنصرِ دختر را در خود نداشته باشد و سپس اینکه میزانی‌ از عنصرِ دختر از نمونه  نگریخته باشد.

نمونه­ ی خوب و اجرایی یکی از ساعت­ هایِ  رادیوآکتیوی پتاسیومِ ۴۰ است.

  • پتاسیومِ ۴۰ در ۸۹ درصدِ موارد، واپاشی یا فروکاهی ­ای بتایی به آرگونِ ۴۰  دارد و در بقیه­ ی موارد به کلسیوم ۴۰  فرو کاسته می‌‌ شود.
  • نیم­ عمرِ پتاسیومِ ۴۰،  ۱.۲۵ میلیارد سال است.
  • بدلیل آنکه آرگون گازی خنثی  است و در هیچ واکنشِ شیمیایی‌ شرکت ندارد برای همیشه در سنگواره­ ها (تا زمانِ حلِ کامل پتاسیوم ۴۰) باقی‌ می ‌‌ماند.
  • نتیجتاً پتاسیوم ۴۰ ابزاری بسیار سودمند برای تاریخ گذاری بر سنگواره‌ های زمین و ماه بوده است.

فضانوردان آپولو منشأ سنگ‌ های جمع ­آوری شده را آشکار کردند.

  • نسبتِ جرم ماه به جرمِ کره ­ی زمین در منظومه­ ی خورشیدی یگانه است – بیشتر ماه‌ های سیارات، نسبتِ جرمیِ کوچک ­تری به جرمِ سیاره­ ی خود دارند.
  • با تاریخ گذاری یا عمرسنجی سنگ‌ هایِ ماه به شیوه­ ی ابزاریِ واپاشی عنصرِ ساماریوم  به عنصرِ نئودیمیوم عمرِ سنگ‌ هایِ ماه ۱۰۰ میلیون سال کمتر از عمرِ زمین  یعنی‌ ۴۶.۴ میلیارد سال تخمین زده شد[۱۸].
  • همه­ ی سنگ‌ های جمع ­آوری و آورده ­شده از ماه، ترکیبی‌ دقیقا شبیه به سنگواره‌ های پوسته­ ی زمین داشته ­اند و در آنها اثری از موادِ اولیه یا ازلی­ تر منظومه ­ی خورشیدی  نیست.
  • فرضیه­ ی­ کنونیِ دانشمندان چنین است که در سال‌ های نخستین (۱۰۰ میلیون سال) شکل­ گیری کره­ ی زمین، کره­ ی ماه بر اثر برخورد‌هایِ اجسامِ سماوی از کره­ ی زمین چون قطعه­ ای جدا شده است.

عناصر اورانیومِ ۲۳۵، اورانیومِ ۲۳۸ و توریومِ ۲۳۲  نیز ساعت‌ های رادیوآکتیو بسیار مناسبی هستند زیرا هریک از آنها واپاشی یا فروکاهی ویژه­ ی ایزوتوپی خود را به عنصرِ سرب  دارند.

  • برای نمونه اورانیوم ۲۳۸، ۱۴ گامِ ویژه­ ی فروکاهی  ( ۶واپاشی یا فروکاهیِ بتایی و ۸ آلفایی) برای تبدیل­ شدن به سربِ ۲۰۶  دارد.
  • بزرگترین مشکل تاریخ گذاری یا عمرسنجی رادیوآکتیوی بدلیل آن است که فعالیت‌ های تکتونیک صفحه ­ای یا صفحاتِ شناورِ زمین[۱۹] و آتشفشان­ ها، در مواردی سنگواره‌ هایی نو می ‌‌سازند.

کهن‌ ترین سنگواره‌ های تغییرنیافته در منظومه­ ی خورشیدی سیارک­ ها و سنگ‌ های میان­ سیاره­ ای­‌ هستند که خود تبدیل به سیاره نشده­ اند[۲۰].

  • بسیاری از این سنگ‌ های آسمانی یا شهاب­ ها بر روی زمین افتاده­ اند و برای ارزیابی قدمتِ منظومه­ ی شمسی‌ بکارگرفته شده­ اند.
  • دقیق‌ ترین ساعتِ رادیوآکتیوی ساعتِ استرونتیوم – روبیدیوم[۲۱]  است.
  • روبیدیومِ ۸۷ از طریق واپاشی بتایی  به استرونتیومِ ۸۷  تبدیل می ‌‌شود و نیم­ عمری  برابر با ۴۸.۸ میلیارد سال (تقریبا حدود۴ برابر عمرِ گیتی[۲۲]) دارد و میزانِ زیادی از آن موجود است.
  • با بکارگیری تاریخ گذاری یا عمرسنجی چنین ساعتی رادیوآکتیو با بیش از ۵۰ نمونه­ ی سیارک ­ها  و سنگ ‌های آسمانی بدست ­آمده، قدمتِ منظومه­ ی خورشیدی (در همه­ یِ موارد) به ۴٫۵۶ +/- ۰٫۰۲۵ میلیارد سال با دقتی‌ نزدیک به ۰.۵ درصد تخمین زده شده ­است.

[۱]

همانگونه که در دیباچه ی کتاب زیر آمد، 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.

[۲]

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.

[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]

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

http://htwins.net

[۵]

Adams, Fred, c. and Laughlin, Greg. The Five Ages of the Universe: Inside the Physics of Eternity. Free Press, 2000.

[۶]

Dalrymple, G.B. The Age of the Earth. Stanford, CA: Stanford University Press, 1994.

[۷]

Clayton, Matt. Hindu Mythology: A Captivating Guide to Hindu Myths, Hindu Gods, and Hindu Goddesses. Amazon Digital Services, 2018.

[۸]

Bishop Usher

[۹]

Anonymous. The New Testament with References. The Chronology of Bishop Usher.Ulan Press, 2012.

[۱۰]

Miller, Ron. Re-centering the Universe: The Radical Theories of Copernicus, Kepler, Galileo, and Newton. Twenty First Century Books, 2013.

[۱۱]

Benoit de Maillet

[۱۲]

Benoit de Maillet. Telliamed, or the World Explain’d. Forgotten Books, 2018.

[۱۳]

Gray, Andrew. Lord Kelvin: An Account of his Scientific Life and Work. Amazon Digital Services, 2012.

[۱۴]

Henry Norris Russell

[۱۵]

Russel, Henry Norris. The Solar System and Its Origin. Nabu Press, 2011.

[۱۶]

Singh, Simon. Big Bang: The Origin of the Universe. Harper Perennial, 2005.

[۱۷]

parent to daughter ratio

[۱۸]

Samarium to neodymium decay

[۱۹]

Plate Tectonics

[۲۰]

Aguilar, David, A. The Seven Wonders of the Milky Way. Vikings Books for Young Readers, 2018.

[۲۱]

strontium-rubidium

[۲۲]

universe

————————

بخش ۴۱ این نوشته


به کانال تلگرام سایت ملیون ایران بپیوندید

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