گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
در این مطلب قصد داریم تا 10 مورد از جنجالی‌ترین و جالب‌توجه‌ترین اتفاقات دنیای فیزیک و ستاره شناسی در سال میلادی که گذشت را بررسی کنیم.
در سال 2020 تعدادی از شگفت‌انگیزترین اتفاقات دنیای فیزیک خبرساز شدند. از انفجارهای کهیانی عظیم گرفته تا کشف اسرار مرموزترین پدیده‌هایی که در فضای بی‌انتها دیده می‌شوند، لیست پیش رو شامل ماجراهایی بوده که هرکدام به نوبه خود جالب‌توجه هستند.
اتفاقات دنیای فیزیک در 2020
در حالی که دانشمندان جهان در سال گذشته میلادی سخت مشغول مقابله با ویروس کووید 19 بودند، ستاره شناسان اکتشافات جالبی را در مورد سیاره‌های داخل منظومه شمسی و همچنین اجرام آسمانی خارج از این منظومه به ثبت رساندند. البته این دستاوردها و اتفاقات تنها به دنیای ستاره شناسی مربوط نمی‌شود و همان‌طور که دانش فیزیک زمینه‌های مختلفی را در خود پوشش داده، لیست ما هم شامل ماجراهایی می‌شود که در حوزه‌های گوناگون جنجالی شده‌اند.
این شما و این هم ده مورد از مهم‌ترین ماجراهای دنیای فیزیک در سال 2020:
10. بوم!
در سال 2016 مهیب‌ترین و قدرتمندترین انفجار ثبت شده در تاریخ ستاره شناسی بشر، خبرساز شد. گفته شده که این اتفاق در واقع حدودا 390 میلیون سال پیش رخ داده، اما نور و تشعشعات آن در سال 2016 به زمین رسید و همان‌طور که انتظار می‌رفت، توجه دانشمندان را به خود جلب کرد.
گفته شده که در آن زمان اولین جانداران از آب‌ها وارد خشکی‌های زمین شدند، اما هم‌زمان با چنین اتفاقی در فاصله 390 میلیون سال نوری از زمین، یک سیاه چاله کلان جرم در خوشه کهکشانی مارافسای (Ophiuchus) فورانی به شدت مهیب را در فضا آزاد کرد که حفره‌ای عظیم را به وجود آورد.
با این تفاسیر، دهمین مورد از لیست اتفاقات دنیای فیزیک سال 2020، به زمانی مربوط می‌شود که دانشمندان مجددا داده‌های مربوط به انفجار مورد نظر را آنالیز کردند و مقالاتی جالب‌توجه در مورد ابعاد این اتفاق منتشر شد؛ گفته شده که انرژی آزاد شده از این انفجار برابر 10 به توان 54 ژول انرژی بوده است. چنین انرژی می‌تواند تمامی 300 میلیارد ستاره داخل کهکشان راه شیری ما را نابود کرده و در ادامه، صد کهکشان دیگر همانند راه شیری را هم به صورت کامل از بین ببرد.
9. نقشه‌ای شگفت‌انگیز از کیهان
اگر بخواهید در میان ستاره‌ها جابه‌جا شوید و در کیهان بی‌انتها سفر کنید، نیاز به نقشه‌ای دارید که موقعیت شما را مشخص کند؛ این دقیقا همان کاری بود که رصدخانه فضایی گایا (Gaia) آژانس فضایی اروپا، با استفاده از اطلاعات بیش از 1.8 میلیارد جرم آسمانی انجام داد.
تصویر بالا مسیر حرکت 40 هزار ستاره در فاصله 326 سال نوری اطراف زمین را نشان می‌دهد که ظرف مدت 400 هزار سال آینده، هرکدام در چه مسیری حرکت خواهند کرد. تهیه این نقشه توسط مشاهدات تلسکوپ فضایی گایا امکان پذیر شده و این تنها بخشی از دستاوردهای شگفت‌انگیزی بوده که از طرف آژانس فضایی اروپا، به عنوان یکی از مهم‌ترین اتفاقات دنیای فیزیک در سال 2020 خبرساز شد.
بر اساس اطلاعات موجود، نقشه‌های مختلف ارائه شده توسط دانشمندان مسئول گایا در سال گذشته، شامل اطلاعاتی از ستاره‌های دور و نزدیک، دنباله‌دارها، سیارک‌ها و شهاب سنگ‌های مختلف می‌شوند؛ البته همان‌طور که اشاره شد، در کهکشان راه شیری ما 300 میلیارد ستاره وجود دارد و نقشه‌های اخیر تنها چیزی در حدود 0.5 درصد از جمعیت اجرام موجود در کهکشان را شامل می‌شود.
تاکنون بیش از 1600 مقاله مختلف بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده توسط گایا منتشر شده و انتظار می‌رود که دانشمندان سراسر جهان تا سال‌های آینده همچنان مشغول استخراج اطلاعات گوناگون از این داده‌ها باشند. به عنوان مثال اگر علاقه دارید تا سرعت، جمعیت، طیف‌سنجی و جزئیات دیگری از هرکدام از اجرام لیست شده در نقشه‌های اخیر گایا را بدانید، کافیست تا نگاهی علمی به داده‌های رسمی این تلسکوپ فضایی بیندازید تا جواب سوالات خود را پیدا کنید. از طرف دیگر گفته شده که گایا همچنان به جمع‌آوری داده ادامه خواهد داد.
8. مرگ یک افسانه در میان اتفاقات دنیای فیزیک 2020
سالی که گذشت یکی از نوابغ دنیای فیزیک را از ما گرفت؛ فریمن دایسون (Freeman Dyson)، جزو شناخته شده ترین فیزیکدان‌های جهان بود که در جوامع علمی موضوع کره دایسون (Dyson sphere) را به سر زبان‌ها انداخت و بیشتر از همه، علاقه‌مندان دایسون را به خاطر همین موضوع می‌شناسند.
کره دایسون یک ساختار فوق‌العاده عظیم و فرضی بوده که با قرار دادن آن در اطراف یک ستاره، می‌توان 100 درصد از انرژی آن ستاره را استخراج کرد. دایسون معتقد بود که اگر یک تمدن فرازمینی فوق پیشرفته بخواهد انرژی لازم برای فعالیت‌های فوق پیشرفته خود را تامین کند، باید از چنین ساختار عظیمی برای بهره‌گیری از انرژی ستاره‌ها استفاده کرده و با پوشش دادن تمامی مناطق اطراف یک ستاره، کل انرژی قابل استخراج از جرم آسمانی مورد نظر را استخراج کند.
البته خود دایسون این اسم را برای ایده کره دایسون انتخاب نکرده بود و بعدها اسم مورد نظر برای این ایده انتخاب شد. تاکنون هیچ‌کدام از ستاره شناسان جهان آثاری از کره دایسون را در ستاره‌های اطراف سیاره ما، اجرام آسمانی کهکشان راه شیری و یا ستاره‌های کهکشان‌های دیگر پیدا نکرده‌اند، اما بسیاری معتقدند که اگر قرار باشد روزی نشانه‌ای از یک تمدن فوق پیشرفته را پیدا کنیم، این نشانه به احتمال قوی چیزی شبیه ساختار کره دایسون خواهد بود.
7. کشف حیات در زهره
شاید یکی از جنجالی‌ترین اتفاقات دنیای فیزیک در سال گذشته مطرح شدن ادعای کشف حیات در ابرهای سیاره ونوس بود؛ البته این ادعا از ابتدا هم بیش از حد خوش‌بینانه به نظر می‌رسید و بسیاری از دانشمندان آن را قبول نکردند. گفته شده که با کشف مقادیر زیادی ماده شیمیایی فسفین (phosphine) در ابرهای سیاره زهره، این احتمال مطرح شده که باکتری‌های غیر هوازی در ابرهای مورد نظر زندگی می‌کنند. در سیاره زمین چنین ماده‌ای توسط باکتری‌های مورد نظر به وجود می‌آید و این مسئله باعث شد تا احتمال وجود حیات در ونوس مطرح شود.
در واقع دانشمندان مقادیر بسیار زیادی از فسفین را در ابرهای ونوس کشف کردند و به همین خاطر، احتمال وجود جمعیت فوق‌العاده زیادی میکروب‌های هوایی در سیاره مورد نظر مطرح شد. با این وجود وقتی تحلیل‌های بیشتری در مورد فسفین زهره انجام شدند، دانشمندان تایید کردند که اعداد اعلام شده در ابتدای تحقیقات درست نبوده و مقادیر واقعی فسفین موجود در ابرهای ونوس بسیار کمتر از حدی بوده که بتوان آن را جدی گرفت.
جالب است بدانید که در تحلیل‌های دیگری که توسط گروه متفاوتی از دانشمندان انجام شده بود، وجود فسفین در ابرهای زهره به کلی رد شد؛ این محققان اعلام کردند که به احتمال قوی، خطاهای محاسباتی و نویزهای موجود در سیگنال‌های دریافتی از تجهیزات اندازه‌گیری مربوط به ونوس، این باور را ایجاد کرده‌اند که واقعا در اتمسفر سیاره جهنمی ونوس فسفین یافت می‌شود.
6. FRB، یکی از جنجالی‌ترین اتفاقات دنیای فیزیک
انفجارهای سریع رادیویی (FRB) پدیده‌ای بوده که از چند سال پیش جنجال‌های زیادی به همراه داشته است؛ در واقع حدودا از یک دهه پیش ستاره شناسان مشغول تحقیق در رابطه با سیگنال‌های مرموز مورد نظر هستند. این سیگنال‌های فوق‌العاده کوتاه و اسرارآمیز، از فواصل دور دست و اعماق فضا به زمین می‌رسند و تاکنون نظریه‌های مختلفی در مورد منشا آن‌ها ارائه شده است.
محققان می‌گویند که این انفجارهای سریع رادیویی به شکل تشعشعاتی هستند که فرکانس متغیری داشته و در کنار انرژی و سرعت بالای خود، از تمامی جهات آسمان به زمین می‌رسند؛ به همین خاطر پیدا کردن منشا این سیگنال‌ها دردسرهای فراوانی به همراه داشته است.
با این وجود یکی از مهم‌ترین اتفاقات دنیای فیزیک در سال 2020 پیدا کردن منبع یک سیگنال FRB در نزدیکی زمین بود؛ گفته شده که یک جرم آسمانی از نوع مگنتار (magnetar) عامل به وجود آورنده سیگنال سال 2020 بوده است. مگنتارها هسته ستاره‌های مرده‌ای هستند که فوق‌العاده مغناطیسی شده‌اند.
این‌طور که به نظر می‌رسد، مگنتارها می‌توانند مقدار فوق‌العاده زیادی انرژی مسدود شده را به صورت ناگهانی آزاد کنند؛ چنین انرژی از دید ما زمینی‌ها به صورت سیگنال‌های رادیویی سریع و کوتاه به نظر می‌آیند.
5. آب در مریخ
از چندین دهه پیش ستاره شناسان مشغول تلاش برای پیدا کردن جواب این سوال هستند که آیا مریخ آب مایع دارد یا خیر؟ دلیل اصلی اهمیت این موضوع ارتباط تنگاتنگ پیدا کردن آب و کشف حیات بوده و به همین دلیل، ستاره شناسان می‌دانند که اگر نشانه‌هایی از این ماده در یک جرم آسمانی پیدا شود، امکان رشد موجودات زنده مختلف هم در آن محل کم نیست.
در اوایل سال 2020 بود که خبر یکی دیگر از مهم‌ترین اتفاقات دنیای فیزیک منتشر شد؛ این‌طور که به نظر می‌رسد، مریخ نه یک، بلکه 4 دریاچه آب مایع را روی سطح خود دارد؛ البته ماجرا به همین سادگی هم نبوده و نکته مهمی در این رابطه وجود دارد.
نکته ماجرا این بوده که دریاچه‌های مورد نظر فوق‌العاده شور هستند و به همین خاطر تاکنون یخ نزده‌اند. در واقع این منابع بیش از حد حاوی نمک بوده و عملا در زیر 1.5 کیلومتر کربن دی اکسید یخ زده، در قطب جنوب مریخ قرار دارند. البته باید گفت که تمامی دانشمندان در رابطه با کشف مورد نظر اتفاق‌نظر ندارند و هستند کسانی که شواهد ارائه شده برای این مسئله را غیر قابل استناد می‌دانند.
4. نمونه‌برداری در میان اتفاقات دنیای فیزیک 2020
بسیاری از کارشناسان می‌گویند که 2020 سال منظومه شمسی بود و تنها یکی از اتفاقات مهمی که در رابطه با اکتشاف سیستم ستاره‌ای ما انجام شد، نمونه‌برداری سه فضاپیمای مستقل از اجرام آسمانی موجود در این منظومه و فرستادن این نمونه‌ها به زمین بود.
ناسا با ارسال فضاپیمای اسیریس رکس (OSIRIS-REx) خود به سیارک بنو (Bennu)، به حدی از سطح جرم آسمانی مورد نظر نمونه‌برداری کرد که مقداری از خاک جمع‌آوری شده از محفظه نمونه‌برداری نشت کرد. در گیف پایین تصاویر این عملیات را در سطح بنو می‌بینیم که بازوی اسیریس رکس ظرف مدت زمانی کوتاه به خاک سیارک متصل شده و نمونه مدنظر خود را برمی‌دارد.
از طرف دیگر فضاپیمای هایابوسا 2 (Hayabusa2) آژانس فضایی ژاپن هم به سیارک ریوگو (Ryugu) رفت و پس از جمع‌آوری خاک از سطح این جرم آسمانی، نمونه را به سلامت به زمین آورد. در نهایت ماموریت چانگ ای 5 (Chang’e 5) چین هم برای اولین بار پس از چندین دهه، خاک ماه را به سیاره ما آورد. البته تنها مدت زمان کوتاهی پس از ارسال نمونه مورد نظر از ماه به سمت زمین، فضاپیمای چانگ ای 5 در سطح ماه از کار افتاد.
3. سیاه چاله‌ای عظیم
در میان مهم‌ترین اتفاقات دنیای فیزیک خبر چندانی از کشف برخورد سیاه چاله‌ها به هم وجود نداشت؛ در واقع تا به امروز ستاره شناسان به کمک امواج گرانشی تعداد زیادی از برخورد سیاه چاله‌ها را رصد کرده‌اند و دیگر این موضوع چندان هم جنجالی نیست. امواج گرانشی ریزموج‌هایی در تار و پود فضا زمان هستند که چند سال پیش خبر ثبت اولین شواهد از وجود آن‌ها سر و صدای زیادی به پا کرد.
با این حال در سالی که گذشت، بزرگ‌ترین برخورد مورد نظر در تاریخ ثبت امواج گرانشی گزارش شد؛ ستاره شناسان اعلام کرده‌اند که در ماه‌های پیش یک سیاه چاله با جرمی 66 برابر خورشید، به یک سیاه چاله به جرم 85 برابر خورشید اصابت کرد.
پس از این برخورد سیاه چاله‌ای که به جا ماند با جرم 142 برابر خورشید، دانشمندان را شگفت‌زده کرد و گفته شده که اصابت مورد نظر به تنهایی به اندازه 9 خورشید، انرژی خالص را در فضای اطراف رها کرد.
2. مهم‌ترین اتفاقات دنیای فیزیک 2020؛ ابر رساناها
نکته شگفت‌انگیز در مورد ابر رساناها این بوده که در شرایطی ویژه، مواد مورد نظر می‌توانند الکتریسیته را بدون هیچ هدر رفتی در خود جابه‌جا کنند؛ این قابلیت به لطف عجایب دنیای مکانیک کوانتوم امکان پذیر بوده و گفته شده که وقتی یک ماده به ابر رسانا تبدیل می‌شود، الکترون‌های اتم‌های تشکیل دهنده آن در وضعیتی عجیب و غریب با هم جفت شده و الکتریسیته را به راحتی منتقل می‌کنند.
در واقع وقتی چنین شرایطی فراهم می‌شود، جریان برق می‌تواند تا بی‌نهایت در ابر رسانا جابه‌جا شده و هیچ وقت از مقدار آن کم نشود. البته نکته مهم برای رساندن یک ماده به حالت ابر رسانایی، پایین آوردن دمای آن به حالت فوق سرد است. با این وجود در سالی که گذشت دانشمندان خبر به وجود آوردن ابر رسانایی را دادند که می‌تواند در دمایی نزدیک به دمای اتاق (15 درجه سلسیوس)، حالت خود را حفظ کند؛ اما نکته عجیب‌تر ماجرا که کشف مورد نظر را چندان هم کاربردی نمی‌کند، فشار مورد نیاز برای فراهم کردن چنین شرایطی در دمای اتاق است.
محققان می‌گویند که برای رساندن این ماده به حالت ابر رسانایی در دمای 15 درجه سلسیوس، باید شرایط فشاری هسته زمین روی ماده اعمال شود.
1. مبارزه با کووید 19
آخرین مورد از لیست مهم‌ترین اتفاقات دنیای فیزیک در سال 2020 به ویروسی مربوط می‌شود که سال گذشته را به کلی تغییر داد و در کنار قربانی کردن نزدیک به 2 میلیون نفر، عادت‌های روزانه جدیدی را به زندگی ما وارد کرد. تنها ظرف چند ماه بود که پس از کشف اولین موارد ابتلا به کووید 19، خبر پاندمی شدن آن و رسیدن ویروس به دورافتاده‌ترین نقاط زمین منتشر شد. با این حال واکسن‌ها مهم‌ترین سلاح ما در مبارزه با کروناویروس جدید هستند.
واکسن‌هایی که اخیرا تزریق آن‌ها به شهروندان برخی کشورهای جهان شروع شده، بخش خاصی از ساختار ویروس کرونا، یعنی پروتئین‌های میخی شکل را هدف قرار می‌دهند. این ویروس با استفاده از میخ‌های مورد نظر به سلول‌های بدن انسان‌ها حمله می‌کند و شناسایی و نقشه‌برداری از وضعیت این میخ‌ها به کمک تکنیکی مرتبط با دنیای فیزیک عملی شد.
در واقع برای به وجود آوردن واکسنی موثر که پروتئین‌های میخی را هدف قرار دهد، در ابتدا باید وضعیت آن‌ها مشخص شود و دانشمندان توانستند در مدت زمانی کوتاه به کمک تکنیکی با نام میکروسکوپ الکترونی برودتی (cryogenic electron microscopy)، قدم‌های اولیه برای شناسایی این پروتئین‌ها را بردارند.
با استفاده از اطلاعات جمع‌آوری شده در مورد ساختار مورد نظر بود که سازندگان واکسن توانستند داروهای خاص با توانایی هدف قرار دادن پروتئین‌های میخی را توسعه داده و شانس سیستم ایمنی بدن ما برای شکست کووید 19 را بالا ببرند.