ریاضیات و سرگرمی
مطالب نجومی و مطالب ریاضی و آهنگ و عکس عاشقانه و ...ریاضیات و سرگرمی
مطالب نجومی و مطالب ریاضی و آهنگ و عکس عاشقانه و ...دقیق‌ترین تصاویر از بزرگ‌ترین کارخانه ستاره‌سازی راه‌شیری
رصدخانه جنوبی اروپا، تصویر 256مگاپیکسلی سحابی رتیل را منتشر کرد.سحابی رتیل (Tarantula) یکی از جذاب‌ترین اجرام آسمان برای بسیاری از منجمان آماتور و علاقه‌مندان به عکاسی نجومی است. اما اخترشناسان حرفه‌ای نیز به این سحابی علاقه وافری دارند. سحابی رتیل که مهم‌ترین عضو مجموعه 30-ماهی‌طلایی است، بزرگ‌ترین سحابی نشری آسمان شب و یک کارخانه ستاره‌سازی بسیار عظیم است که در فاصله 170هزار سال‌نوری زمین در صورت فلکی جنوبی ماهی‌طلایی (Dorado) قرار گرفته‌است. سحابی رتیل درواقع بخشی از قمر کهکشان راه‌شیری، ابر ماژلانی بزرگ است
اندازه‌گیری‌های اخترشناسان نشان می‌دهد این سحابی بیش‌از نیم‌میلیون برابر جرم خورشید، گاز در بر دارد و در ساختاری پیچ‌درپیچ، پهناور و درخشان، برخی از سنگین‌ترین ستارگان شناخته‌شده را در خود جای داده است. این سحابی نام خود را از وضعیت درخشان‌ترین توده‌های گازی‌اش گرفته است که شبیه به پاهای بندبندی است که از بدن یک رتیل خارج شده‌اند. بدن رتیل را خوشه‌ای از ستارگان داغ به‌نام R136 تشکیل داده‌اند که ازقضا با نورافشانی خود، کل سحابی را روشن کرده‌اند. الحق که نام رتیل، بزرگ‌ترین عنکبوت زمین، برازنده این سحابی پهن‌پیکر است: پهنای این سحابی یک‌هزار سال‌نوری است و تا یک‌سوم درجه امتداد دارد که اندکی از ماه‌بدر کوچکتر است. اگر این سحابی در کهکشان خودمان قرار داشت، مثلا در فاصله سحابی جبار از زمین، (1500 سال‌نوری)، یک‌چهارم آسمان را می‌پوشاند و حتی در نور روز هم دیده می‌شد!
اما چرا بررسی مناطقی مانند 30-ماهی‌طلایی مهم است؟ اخترشناسان معتقدند که اغلب ستارگان عالم در پرورشگاه‌هایی بسیار بزرگ و ناآرام مانند منطقه 30-ماهی‌طلایی به‌وجود آمده‌اند، لذا از هر فرصتی استفاده می‌کنند تا سحابی رتیل را مطالعه کنند. زمستان گذشته، اخترشناسان رصدخانه جنوبی اروپا از دوربین تصویربردار زاویه‌باز مستقر روی تلسکوپ 2.2 متری MPG در لاسیای شیلی استفاده کردند تا همزمان با بررسی ابرهای تاریک این منطقه، نگاهی تازه و سراسری نیز به این رتیل و شبکه تارهای آسمانی‌اش بیاندازند. ابرهای تاریک، ابرهای بسیار عظیم از گاز و غبار هستند که میلیون‌ها برابر خورشید جرم دارند. این ابرها بسیار سردند، دمایشان معمولا از260- درجه سانتی‌گراد بیشتر نمی‌شود و بررسی آنها به‌دلیل دیواره‌های نفوذناپذیر غباری که اطرافشان را فرا گرفته، بسیار دشوار است. با این‌حال دانشمندان برای مطالعه این ابرهای تاریک دست به‌هرکاری می‌زنند، چراکه ستارگان در این زادگاه‌های یخ‌زده متولد می‌شوند.
اخترشناسان برای تهیه این تصویر عظیم، از میدان دید نیم‌درجه‌ای تلسکوپ MPG استفاده کردند و با شانزده رصد در چهار باند نوری، یک‌چهارم درجه قوسی مربع را از آسمان پوشش دادند. در این فیلترها از دو فیلتر باند باریک هیدروژن (قرمز) و اکسیژن (سبز) نیز استفاده شده است و برتری رنگ سبز در سحابی رتیل نتیجه فراوانی ستارگان جوان‌تر و داغ‌تر در آن محدوده از مجموعه 30ماهی طلایی است. هر تصویر مستقل از 64میلیون نقطه تشکیل شده و درنتیجه، تصویر نهایی از کیفیت 256میلیون نقطه برخوردار است. شرایط جوی این رصدها بسیار عالی بود و تمامی عکس‌برداری‌ها در دید کمتر از 1 ثانیه‌قوسی (Seeing < 1”) انجام شد. (دید، معیاری از شدت آشفتگی و تلاطم جو است)
جزئیات این تصویر به‌قدری زیاد است که یافتن تک‌تک جزئیات شگفت‌انگیز آن کاری دشوار و گیج‌کننده است؛ با این‌حال نمی‌توان از کنار مهم‌ترین رویداد نجومی دو دهه اخیر در ابر ماژلانی بی‌تفاوت گذشت. محدوده مرز سمت راست-پایین سحابی رتیل، جایگاه بقایای انفجار ستاره‌ای است که در بهمن‌ماه 1365 با چشمان غیرمسلح نیز دیده‌شد. این انفجار که به ابرنواختر 1987A مشهور شد، درخشان‌ترین ابرنواختری است که پس از سیصد و هشتاد سال در آسمان زمین دیده شده است. اندکی دورتر از این ابرنواختر، در سمت چپ، سحابی کندوی‌عسل به‌چشم می‌خورد. این ساختار زیبای حبابی‌شکل در نتیجه تعامل انفجار ابرنواختری و لایه‌های غول‌آسایی است که خود از اندرکنش بادهای ستاره‌ای بسیار قوی ستارگان سنگین و جوان و انفجارهای ابرنواختری به‌وجود آمده‌اند.
برای دریافت این تصویر بی‌نظیر می‌توانید به پایگاه خبری رصدخانه جنوبی اروپا مراجعه کنید.
اسپیتزر توانست نخستین ساختارهای عالم را به‌تصویر بکشد
رصدخانه فضایی فروسرخ با تایید نتایج رصدهای قبلی، نشانه‌هایی از نخستین ریزکهکشان‌های عالم را بدست آورد.
مشاهدات جدید تلسکوپ فضایی اسپیتزر نشان داده است پرتوهای فروسرخ بسیار ضعیفی که این تلسکوپ پیش‌از این آشکار کرده بود، از نخستین ساختارهای تشکیل‌شده در عالم ساطع شده‌اند. تحلیل آخرین داده‌های ارسالی اسپیتزر مشخص کرد این پرتوهای تکه‌تکه در پهنای آسمان پخش شده است و از خوشه‌های اجرام درخشان و بسیار عظیمی منتشر شده‌است که بیش از 13 میلیارد سال‌نوری با ما فاصله دارند
شرح عکس: نمایی خیالی از سالهای نخستین عالم؛ زمانی‌که نخستین ستارگان و ریزکهکشان‌ها پا به عرصه وجود می‌گذارند.
دکتر الکساندر کاشلینسکی، کیهان‌شناس مرکز پروازهای فضایی گدارد ناسا در این مورد می‌گوید: توان تلسکوپ‌های ما به‌قدری افزایش یافته است که ما می‌توانیم به مرز جهان قابل رویت نزدیک شویم و تصویری واضح از اولین مجموعه ساختارهای تشکیل‌شده در عالم تهیه کنیم. اجرامی که در جدیدترین تصاویر اسپیتزر یافته‌ایم، بسیار بسیار درخشانند و با اجرامی که در روزگار فعلی عالم وجود دارند، کاملا متفاوتند.
اخترشناسان معتقند این اجرام یا ستارگان اولیه‌ای هستند که بیش‌از یک‌هزار برابر خورشید جرم داشته‌اند، و یا سیاه‌چاله‌های بسیار پراشتهایی که ابرهای عظیم گازی را می‌بلعیده‌اند و انرژی فراوانی را آزاد می‌کرده‌اند. اگر این اجرام به‌واقع همان ستارگان اولیه باشند، آنگاه ساختار مشاهده‌شده می‌تواند نخستین ریزکهکشان عالم باشد که جرمی کمتر از یک‌میلیون جرم خورشید دربر دارد. کهکشان راه‌شیری که حدود یکصد میلیارد ستاره را در خود جای داده است، احتمالا از برخورد چنین ریزکهکشان‌هایی در 12.5 تا 13 میلیارد سال پیش به‌وجود آمده است.
این بررسی جدید به‌دنبال نتایج سال گذشته پرسروصدای کاشلینسکی و همکارانش انجام شده است و در آن، پنج بخش مختلف آسمان طی صدها ساعت فعالیت رصدی مورد مطالعه قرار گرفته است.
دانشمندان معتقدند که فضا، زمان و ماده در سیزده میلیارد و هفتصد میلیون سال پیش طی انفجاری بسیار مهیب که به مهبانگ مشهور شده است، آغاز شد. کشف تابش زمینه کیهانی در نیمه قرن بیستم و نیم‌قرن رصدهای متعدد این تابش، بخصوص تلاش‌های دکتر جان مثر، برنده جایزه نوبل فیزیک در سال 2006 و یکی از همکاران کاشلینسکی، این موضوع را کاملا تایید کرده است. مدل مهبانگ نشان می‌دهد که جهان تا چندصد میلیون سال پس‌از انفجار بزرگ تاریک بود و هنوز ستارگان اولیه شکل نگرفته بودند. از این بازه زمانی به عصر تاریکی جهان یاد می‌شود.
کاشلینسکی و همکارانش با استفاده از رصدخانه فروسرخ اسپیتزر به بررسی تابش زمینه کیهانی پرداختند. این تابش که در تمام آسمان پراکنده است، مربوط به پایان عصر تاریکی عالم و ظهور نخستین ساختارها در جهان است. بخشی از این پرتوها مربوط به فعالیت‌های ستارگان یا سیاه‌چاله‌های بسیار دوری است که باوجود آنکه در محدوده نور مریی یا فرابنفش منتشر شده‌اند، اما انبساط فضا-زمان آنها رابه‌قدری کشیده است که این پرتوها تنها در محدوده فروسرخ و رادیویی دیده می‌شوند. بخش دیگر تابش زمینه کیهانی از پرتوهای ستارگانی تشکیل شده است که جذب غبار شده و مجددا به‌شکل پرتوهای فروسرخ تابیده شده است.
شرح عکس: تصویر سمت راست، نمای اسپیتزر از صورت فلکی دب‌اکبر است و تصویر سمت راست، همان منطقه را پس‌از حذف نور تمام ستارگان و کهکشان‌های شناخته‌شده نشان می‌دهد.
روش تحقیق کاشلینسکی و همکارانش بدین شکل بود که در ابتدا نورهای حاصل از تمام ستارگان و کهکشان‌های شناخته‌شده موجود در پنج منطقه تصویربرداری را حذف کردند و سپس تغییرات شدت درخشندگی فروسرخ پرتوهای باقیمانده و نسبتا پراکنده را بررسی کردند. نتایج این بررسی به شناسایی خوشه‌ای از اجرام منتهی شد که الگوی پرتوهای باقیمانده را به‌وجود آورده‌اند. کاشلینسکی برای توضیح روش کار خود مثال جالبی می‌زند: تصور کنید جایی از شهر، برنامه آتش‌بازی برقرار است و شما می‌خواهید شب‌هنگام از درون یک شهر بسیار شلوغ، این برنامه را ببینید. اگر بتوانید چراغ‌های شهر را خاموش کنید، آنگاه می‌توانید تصویری از این آتش‌بازی ببینید. ما هم برای آنکه بتوانیم پرتوهای نخستین اجرام تشکیل‌شده در عالم را ببینیم، مجبوریم که چراغ‌های عالم را خاموش کنیم.
پیش‌از این، دانشمندان برسر این موضوع که نخستین اجرام تشکیل‌شده در عالم چه بودند و چگونه کهکشان‌ها را به‌وجود آوردند، توافق نداشتند. اما با یافته‌های جدید اسپیتزر، دانشمندان توانسته‌اند مسیر درست بررسی این اجرام را بیابند. با این حال، اسپیتزر توانایی شناسایی دقیق این اجرام را ندارد. اخترشناسان منتظر پرتاب تلسکوپ فضایی جیمزوب هستند تا این رصدخانه مریی و فروسرخ با استفاده از آینه غول‌پیکر 6.5 متری خود، طبیعت نخستین ساختارهای عالم را آشکار کند.
شرح عکس: همان‌طور که می بینید، پرتوهایی که نزدیک‌تر به زمان مهبانگ منتشر شده‌اند، انتقال به سرخ بیشتری دارند و در طول‌موج‌های بلندتری آشکار می‌شون
مشاهدات جدید تلسکوپ فضایی اسپیتزر نشان داده است پرتوهای فروسرخ بسیار ضعیفی که این تلسکوپ پیش‌از این آشکار کرده بود، از نخستین ساختارهای تشکیل‌شده در عالم ساطع شده‌اند. تحلیل آخرین داده‌های ارسالی اسپیتزر مشخص کرد این پرتوهای تکه‌تکه در پهنای آسمان پخش شده است و از خوشه‌های اجرام درخشان و بسیار عظیمی منتشر شده‌است که بیش از 13 میلیارد سال‌نوری با ما فاصله دارند
شرح عکس: نمایی خیالی از سالهای نخستین عالم؛ زمانی‌که نخستین ستارگان و ریزکهکشان‌ها پا به عرصه وجود می‌گذارند.
دکتر الکساندر کاشلینسکی، کیهان‌شناس مرکز پروازهای فضایی گدارد ناسا در این مورد می‌گوید: توان تلسکوپ‌های ما به‌قدری افزایش یافته است که ما می‌توانیم به مرز جهان قابل رویت نزدیک شویم و تصویری واضح از اولین مجموعه ساختارهای تشکیل‌شده در عالم تهیه کنیم. اجرامی که در جدیدترین تصاویر اسپیتزر یافته‌ایم، بسیار بسیار درخشانند و با اجرامی که در روزگار فعلی عالم وجود دارند، کاملا متفاوتند.
اخترشناسان معتقند این اجرام یا ستارگان اولیه‌ای هستند که بیش‌از یک‌هزار برابر خورشید جرم داشته‌اند، و یا سیاه‌چاله‌های بسیار پراشتهایی که ابرهای عظیم گازی را می‌بلعیده‌اند و انرژی فراوانی را آزاد می‌کرده‌اند. اگر این اجرام به‌واقع همان ستارگان اولیه باشند، آنگاه ساختار مشاهده‌شده می‌تواند نخستین ریزکهکشان عالم باشد که جرمی کمتر از یک‌میلیون جرم خورشید دربر دارد. کهکشان راه‌شیری که حدود یکصد میلیارد ستاره را در خود جای داده است، احتمالا از برخورد چنین ریزکهکشان‌هایی در 12.5 تا 13 میلیارد سال پیش به‌وجود آمده است.
این بررسی جدید به‌دنبال نتایج سال گذشته پرسروصدای کاشلینسکی و همکارانش انجام شده است و در آن، پنج بخش مختلف آسمان طی صدها ساعت فعالیت رصدی مورد مطالعه قرار گرفته است.
دانشمندان معتقدند که فضا، زمان و ماده در سیزده میلیارد و هفتصد میلیون سال پیش طی انفجاری بسیار مهیب که به مهبانگ مشهور شده است، آغاز شد. کشف تابش زمینه کیهانی در نیمه قرن بیستم و نیم‌قرن رصدهای متعدد این تابش، بخصوص تلاش‌های دکتر جان مثر، برنده جایزه نوبل فیزیک در سال 2006 و یکی از همکاران کاشلینسکی، این موضوع را کاملا تایید کرده است. مدل مهبانگ نشان می‌دهد که جهان تا چندصد میلیون سال پس‌از انفجار بزرگ تاریک بود و هنوز ستارگان اولیه شکل نگرفته بودند. از این بازه زمانی به عصر تاریکی جهان یاد می‌شود.
کاشلینسکی و همکارانش با استفاده از رصدخانه فروسرخ اسپیتزر به بررسی تابش زمینه کیهانی پرداختند. این تابش که در تمام آسمان پراکنده است، مربوط به پایان عصر تاریکی عالم و ظهور نخستین ساختارها در جهان است. بخشی از این پرتوها مربوط به فعالیت‌های ستارگان یا سیاه‌چاله‌های بسیار دوری است که باوجود آنکه در محدوده نور مریی یا فرابنفش منتشر شده‌اند، اما انبساط فضا-زمان آنها رابه‌قدری کشیده است که این پرتوها تنها در محدوده فروسرخ و رادیویی دیده می‌شوند. بخش دیگر تابش زمینه کیهانی از پرتوهای ستارگانی تشکیل شده است که جذب غبار شده و مجددا به‌شکل پرتوهای فروسرخ تابیده شده است.
شرح عکس: تصویر سمت راست، نمای اسپیتزر از صورت فلکی دب‌اکبر است و تصویر سمت راست، همان منطقه را پس‌از حذف نور تمام ستارگان و کهکشان‌های شناخته‌شده نشان می‌دهد.
روش تحقیق کاشلینسکی و همکارانش بدین شکل بود که در ابتدا نورهای حاصل از تمام ستارگان و کهکشان‌های شناخته‌شده موجود در پنج منطقه تصویربرداری را حذف کردند و سپس تغییرات شدت درخشندگی فروسرخ پرتوهای باقیمانده و نسبتا پراکنده را بررسی کردند. نتایج این بررسی به شناسایی خوشه‌ای از اجرام منتهی شد که الگوی پرتوهای باقیمانده را به‌وجود آورده‌اند. کاشلینسکی برای توضیح روش کار خود مثال جالبی می‌زند: تصور کنید جایی از شهر، برنامه آتش‌بازی برقرار است و شما می‌خواهید شب‌هنگام از درون یک شهر بسیار شلوغ، این برنامه را ببینید. اگر بتوانید چراغ‌های شهر را خاموش کنید، آنگاه می‌توانید تصویری از این آتش‌بازی ببینید. ما هم برای آنکه بتوانیم پرتوهای نخستین اجرام تشکیل‌شده در عالم را ببینیم، مجبوریم که چراغ‌های عالم را خاموش کنیم.
پیش‌از این، دانشمندان برسر این موضوع که نخستین اجرام تشکیل‌شده در عالم چه بودند و چگونه کهکشان‌ها را به‌وجود آوردند، توافق نداشتند. اما با یافته‌های جدید اسپیتزر، دانشمندان توانسته‌اند مسیر درست بررسی این اجرام را بیابند. با این حال، اسپیتزر توانایی شناسایی دقیق این اجرام را ندارد. اخترشناسان منتظر پرتاب تلسکوپ فضایی جیمزوب هستند تا این رصدخانه مریی و فروسرخ با استفاده از آینه غول‌پیکر 6.5 متری خود، طبیعت نخستین ساختارهای عالم را آشکار کند.
شرح عکس: همان‌طور که می بینید، پرتوهایی که نزدیک‌تر به زمان مهبانگ منتشر شده‌اند، انتقال به سرخ بیشتری دارند و در طول‌موج‌های بلندتری آشکار می‌شون
اصول مکانیک کوانتومی
دلایل ظهور مکانیک کوانتومیبررسی ساختار اتمی به این نتیجه منجر می شود که رفتار الکترونها در اتم را نظیر رفتار فوتونها ، نمی توان با قوانین فیزیک کلاسیک یعنی قوانینی که در آزمایش با اجسام ماکروسکوپی ثابت می شوند، توضیح داد. وجود ترازهای انرژی گسسته در لایه های الکترونی اتم و قواعد حاکم بر انتقال بین ترازها و پر شدن این حالتهای انرژی را نیز نمی توان با بکارگیری مفاهیم قراردادی مکانیک و قوانین الکترومغناطیس توجیه کرد.
نظریه دوبروی در مکانیک کوانتومی
قدم مهم در روشن شدن تناقضات بین مکانیک کلاسیک و مکانیک کوانتومی توسط دوبروی فیزیکدان فرانسوی برداشته شد. ایشان کسی بود که این تفکر را که نه تنها فوتونها بلکه تمام ذرات دارای خواص موجی هستند، پیشنهاد و اثبات کرد. این خواص با قوانین کلاسیکی قابل بیان نیستند، ولی نقش مهمی در پدیده های اتمی بازی می کنند.
معلوم شده است که کوانتوم تابش الکترومغناطیسی ، یعنی فوتونها ، با اندازه حرکت P=E/C مشخص می شوند. در ضمن موج نوری با فرکانس ν دارای طول موج λ=ν/C است.با حذف فرکانس از این رابطه ها ،رابطه بین طول موج و اندازه حرکت فوتون به دست می آید. λ=h/P در صورتی که خواص فوتونها و سایر ذرات همان گونه که با فرضیه دوگانگی موج و ذره پیش بینی شد، واقعا نظیر هم باشند.
این رابطه باید برای هر ذره کاربرد داشته باشد. به این طریق ، فرمول طول موج دوبروی به دست آمد. طول موج دوبروی به ذره ای با اندازه حرکت P برای بیان خواص موجی آن نسبت داده می شود. اگر سرعت ذره ای با جرم سکون m در مقایسه با سرعت نور کم باشد، فرمول طول موج دوبروی را می توان به صورت زیر نوشت. λ=h/mv
مبنای تجربی دیدگاه موجی ذرات
اعتبار نظریه دوبروی با آزمایش پراکندگی الکترونی در بلورها تایید شد. قبلا ، شبیه این آزمایش ، آزمایش پراکندگی اشعه ایکس در بلورها برای اثبات ماهیت موجی اشعه ایکس استفاده شده بود. بر اثر تداخل فیزیک امواج ثانویه گسیلی از اتم های بلور که آرایش منظم دارند، پراکندگی به جای تمام جهات فقط با زاویه معین نسبت به باریکه تابشی روی می دهد. علاوه بر نقطه مرکزی حاصل از باریکه مستقیم ، حلقه هایی نیز از تابش پراکنده شده (پراش یافته) روی فیلم عکاسی واقع در پشت بلور ، پراکنده می شود.
معلوم شده است که اگر بلور به جای اشعه ایکس با الکترونها بمباران شود، الکترونهای پراکنده شده نیز روی فیلم عکاسی دسته حلقه هایی همانند حلقه های ایجاد شده توسط اشعه ایکس تشکیل می دهند. به این ترتیب می توانیم بپذیریم که الکترونها تداخل می کنند، یعنی دارای خواص موجی هستند. بعدها پدیده های پراش برای سایر ذرات ، یعنی اتمها ، مولکولها و نوترونها نیز مشاهده شد.
این آزمایش ها به طور انکار ناپذیری ثابت کردند که در بعضی از پدیده ها ، ریز ذرات همانند امواج رفتار می کنند. همچنین این آزمایش ها به دانشمندان امکان تعیین طول موجی را دادند که برای بیان پراش ذره باید به آن نسبت داده شود. نتایج تجربی حاصل برای طول موج با مقدار حاصل از فرمول دوبروی توافق کامل داشتند. بنابرین ، معلوم گردید که طول موج با عکس حاصلضرب جرم ذره در سرعت آن mv متناسب بوده و ضریب تناسب همان ثابت پلانک است. ثابت پلانک بسیار کوچک h=6.6x10-34 j.s است.
طول موج دوبروی وابسته به موج مادی
چون ثابت پلانک بسیار کوچک است به همین علت طول موج دو بروی برای ذره ای با جرم محسوس ، خیلی کوچک و در حد ، قابل اغماض است. مطابق فرمول دو بروی ، یک ذره خاک با جرم حدود میکروگرم ( 9-10 کیلوگرم ) که با سرعت 1Cm/s در حرکت است دارای طول موج
λ=6.6x10-34/(10-11)6.6x10-23 m است. این مقدار حتی در مقایسه با ابعاد اتمی نیز تا حد قابل اغماض کوچک است. برای اتمها و الکترونها با جرمی بسیار کوچکتر از میکروگرم وضعیت متفاوتی پیش می آید. در سرعتهای معمولی ، طول موج وابسته به آنها در حدود طول موج پرتوهای ایکس است. برای مثال در مورد اتم هلیم با انرژی 0.04 ev (انرژی حرکت گرمایی در اتاق) ،
λ=0.7x10-10 m و برای الکترون با انرژی 13.5ev طول موج دوبروی برابر λ=3.3x10-10 m است.
با توجه به قوانین و مفاهیم نورشناسی نتیجه می گیریم، ماهیت موجی نور وقتی به وضوح آشکار می شود که طول موجها با ابعاد اجسامی که نور با آنها اندرکنش می کند قابل مقایسه باشد. برای مثال وقتی نور از روزنه ای می گذرد که ابعاد آن چند برابر طول موج است، یا وقتی از توری پراشی بازتابیده می شود که ثابت توری آن کوچک است، از خواص موجی نور می توان صرف نظر کرد. زیرا عملا غیر قابل ملاحظه اند.
همین طور خواص موجی ذرات فقط وقتی مهمند که طول موج دوبروی در مقایسه با ابعاد اجسامی که اندرکنش با آنها صورت می گیرد، کوچک نباشد. هنگام اندرکنش اتمها با الکترونها یا با ریز ذرات دیگری که برای آن ها طول موج دوبروی در حدود ابعاد اتمی است، خواص موجی ذرات نقش مهم و گاهی تعیین کننده دارند. هر گاه فرایندها وابسته به رفتار الکترونها در اتمها یا مولکولها باشد، این نقش مهمتر است.
زمینه ظهور مکانیک کوانتومی
وقتی که ذرات با ابعاد ماکروسکوپی اندرکنش می کنند، ذراتی که برای آنها طول موج دوبروی تقریبا 9-10 برابر ابعاد آنهاست، خواص موجی نباید در نظر گرفته شود. به همین علت مکانیک کلاسیک که قوانین آن از بررسیهای اجسام بزرگ به دست می آید و خواص موجی اجسام هرگز به حساب نمی آید، نمی تواند پدیده های مربوط به این ذرات را بررسی نماید. مکانیک کلاسیک در مسائل مربوط به حرکت اجرام آسمانی ، قطعات ماشینها و غیره نتایج خوبی به دست می دهد. اما درست به همین دلیل مکانیک کلاسیک برای توجی
چگونه اخترشناسان قادر به دیدن اشعه ی ایکس هستند؟
گرچه اشعه ایکس انرژی بسیار زیادی برای نفوذ دارد اما اتمسفر زمین به اندازه ی کافی برای رد نشدن اشعه ی ایکس ضخیم است و مانع از رد شدن آنها می شود و تنها اجازه می دهد تا 10 سانتیمتر از این پرتو در هوا نفوذ کند حال ما برای اینکه این پرتو را دریافت نمائیم چاره ای به جز تحقیقات در بالای جو نداریم . با توجه به این محدودیت ما 4 روش برای مطالعه بر روی اشعه ی ایکس پیش رو داریم ...1: فرستادن موشک اکتشاف تغییرات جوی یا sunding rocket
2: فرستان بالون ها
3: فرستادن ساتالایت ها
4: تلسکوپ های فرو سرخ
موشک اکتشاف تغییرات جوی (sunding rocket)
در این راکت اکتشاف گر ردیاب اشعه ایکس در دماغه یا نوک راکت قرار می گیرد این همان روش است که در سال 1949 در نیو مکزیکو اجرا شد که اولین این پرتو های دریافتی مربوط به خورشید می شد در سال 1962 اولین نشانه ها از پرتو ایکس غیر از خورشید تائید شد و از آنجا بود که دانشمندان توجه شان معطوف به این شد که آیا ممکن است که این پرتو این همه راه را آمده باشد بدون اینکه منحرف شده باشد؟
حال دیگر دانشمندان به این فکر افتادند که تا به حال داشته اند شمال زمین را به دنبال اشعه ایکس می گشتند حال آنکه ممکن بود درصد وجود پرتو ایکس در جنوب بیشتر می بود و دانشمندان مجبور بودند برای هر طرف زمین یک راکت را روانه ی آسمان کنند تا شاید بتوانند این پرتو را رصد کنند ولی این کار هزینه ی زیادی را در بر داشت به همین دلیلی دانشمندان به فکر افتادند تا از بالون ها استفاده کنند ...
بالون های اکتشافی
مزیت بالونهای اکتشافی این بود که می توانستند تجهیزات بیشتری برای مطالعه به همراه خود به بالای 35 کیلومتری زمین ببرند و در آنجا تحقیق را آغاز کنند و مزیت بالونها این بود که می توانستند زمان بیشتری در بالا بمانند و تحقیق کنند و مانند راکت ها نبودند که تا چند دقیقه بیشتر نمی توانستند اطلاعات جمع آوری نمایند تنها ضعفی که این بالون ها داشتند این بود که اشعه های ایکسی را جمع آوری می کردند که دیگر قابل مطالعه نبودند چرا که با وجود اینکه بالونها تا فاصله زیادی بالا رفته بودند ولی اشعه های ایکس تا آن فاصله دیگر نمی توانستند خود را برسانند و ضعیف می شدند به این دلیل بود که دانشمندان به این فکر افتادند که یک شئی بسازند که هم بتواند مدت زمان زیادی در فضا بماند هم بتواند گردش کند و هم بتواند تجهیزات مختلفی با خود ببرد از این جا بود که طرح ساتالایت ها ریخته شد...
ساتالایت ها
همان طور که گفته شد بالون ها فقط قادر به رصد طول موجها و طیف های ناقصی از پرتو ها بودند اما ساتالایت ها می توانستند این طول موجها را به صورت کامل دریافت نمایند و مورد مطالعه قرار دهند به علاوه ساتالایت ها می توانستند زمان زیادی در فضا باشند و به دور زمین بچرخند به عنوان مثال ساتالایت veta 5B توانست برای 10 سال در خارج از جو روی این پرتو ها و پرتوهای دیگر مطالعه نماید ....
حال دیگر فرصت آن رسیده تا با استفاده از تلسکوپ های فرو سرخ به مطالعه ی این پرتو های مرموز که از ماورای ما می آیند بپردازیم.
تلسکوپ های فرو سرخ
این تلسکوپ ها می توانند با استفاده از اشعه های فرو سرخ که می توانند از غبارو گاز عبور کنند به راحتی منابع اشعه ایکس را کشف کنند نه اینکه اشعه ایکس دریافت کنند فرضا تلسکوپ اسپیتزر که در بالای جو قرار دارد(برای رصد بهتر) می تواند سیاه چاله ها یی را که از خود فوران اشعه ایکس دارند را به راحتی شناسایی و رصد کند.
توجه داشته باشید که این تلسکوپ ها هم می توانند در زمین باشند هم در جو .