#آ_گاهی
خیلی‌ها تو اخترفیزیک بدون پرسیدن چرایی، دمای تابش رو با دمای ماده یکی می‌گیرن.
اما واقعیت اینه که فوتون‌ها و ماده دو سیستم ترمودینامیکی جدا هستن و همدمایی‌شون فقط وقتی اتفاق می‌افته که بین‌شون برهمکنش باشه.

برهمکنش اصلی بین نور و ماده از طریق الکترون‌هاست. اگه ماده رو هسته + الکترون مقید در نظر بگیریم، یک برهمکنش طبیعی جذب فوتون توسط الکترون‌های مقیده. ولی تو بیشتر حجم ستاره دما اونقدر بالاست که دیگه الکترون مقید وجود نداره و ماده تقریباً یونیزه‌ست.

الکترون‌های آزاد بیشتر به سطح ستاره می‌رن (علتش در فیزیک پلاسما و تعادل فشار برمی‌گرده) و اونجا مثل یه پتوی ضخیم کدری نور رو زیاد می‌کنن. به همین خاطر لبه‌های ستاره تو عکس‌ها کم‌فروغ‌تر دیده می‌شن. بالاتر از سطح، یعنی در جو نسبتاً رقیق ستاره، دما کمتره و دوباره الکترون‌های مقید پدیدار می‌شن. این‌ها روی طیف جسم‌سیاه ستاره خطوط جذبی می‌ندازن.

در حجم درونی ستاره هم پلاسما غالباً از الکترون‌های آزاد تشکیل شده و برهمکنش اصلی فوتون‌ها هم با همینه، اون‌هم به شکل پراکندگی تامسون. نقش الکترون در این ماجرا خیلی مهم‌تر از هسته‌هاست.

فوتون‌هایی که تو مرکز ستاره از همجوشی ساخته می‌شن (با انرژی در حد گاما) به خاطر همین پراکندگی‌های متعدد دو اتفاق مهم براشون می‌افته:
۱) با ماده به تعادل گرمایی می‌رسن (همدمایی).
۲) طیف‌شون از حالت پرانرژی گاما به توزیع جسم‌سیاه تبدیل می‌شه.

شرط کافی برای این دو پدیده هم تعداد زیاد برخوردهاست. به همین دلیل طول پیمایش آزاد فوتون نسبت به اندازه ستاره یه معیار کلیدی برای فهمیدن میزان برهمکنش نور و ماده‌ست.

اینکه چرا توزیع سرعت ذرات در ماده ماکسول بولتزمنی می‌شه و از اون با انتگرال فشار، به معادله حالت گاز ایده‌آل می‌رسیم رو تو پست بعدی می‌گیم🚶‍♂️🚶‍♂️

@TheObs

#سوال
#مغالطه
دوتا دستگاه لخت در نظر بگیرید. اولی را ساکن مینامیم و دومی نسبت به اولی سرعتی ثابت دارد. یک توپ ساکن در دستگاه اول را تصور کنید. از نظر دستگاه اول انرژی جنبشی صفر است ولی دستگاه دوم ناصفر. پایستگی انرژی چه شد؟

@TheObs

#آ_گاهی
اگر یک کف دستمان را نماینده کهکشان راه شیری و کف دست دیگر را نماینده آندرومدا (نزدیک‌ترین کهکشان بزرگ به ما) بگیریم، فاصله میان این دو کهکشان مانند حالتی است که دست‌هایمان را کاملا از هم باز کرده باشیم.

این دو کهکشان با سرعتی در حدود ۱۱۰ کیلومتر بر ثانیه در حال نزدیک شدن به یکدیگرند. اگر این مقیاس را به همان فاصله دو دست باز ترجمه کنیم، در طول تمام ۳۰۰ هزار سالی که از پیدایش انسان خردمند گذشته است، دست‌ها تنها به اندازه ضخامت یک تار مو به هم نزدیک‌تر شده‌اند.
@TheObs

#آ_گاهی
اگر زبان فارسی رو سیاه‌پوستا میساختن، به رنگ مشکی میگفتن صورتی.

@TheObs

#صاینص
چند سال پیش چند تا استاد مملکت میشینن مغزاشونو میذارن رو هم و دانشکده مهندسی پیشرفت رو تو علم و صنعت تاسیس میکنن.

موضوعات تحقیقاتی تعریف شده یکی از اساتید رو میبینید که بعد پاکش کردن.

منم یادمه دورانی رو که تو پایانترم درس اندیشه اسلامی شریف داشتم سوالی راجع به بوزون هیگز رو جواب میدادم.

@TheObs

#آ_گاهی
در افسانه‌ها آمده تیر آرش کمانگیر از دماوند به کنار رود جیحون با فاصله حدود ۱۰۰۰ کیلومتر رسید و تیر یک روز در آسمان بوده. با محاسباتی سرانگشتی میشه فهمید او تیر را با انرژی و سرعت بسیار بالایی با زاویه تقریبا نود درجه نسبت به افق تقریبا به بالای سرش شلیک کرده و تیرش به مدار GEO رسیده. تازه تو این مدت زمین یک بار دور خودش چرخیده که این هم بهینه نیست.

او میتوانست با انرژی بسیار کمتری در یک مدار دایروی رو به افق شلیک کنه و تیر پشت سرش در حدود چند ساعت بعد فرود می‌آمد و کل کره زمین ایران میشد😢😢

پ.ن. : حالا باز خوبه مدت زمان زمان پرواز تیر رو ۳۰ روز ذکر نکردن. با انرژی همچین مانوری میتونست به ماه تیر بزنه و ایران تا ماه هم ادامه داشت😢😢
@TheObs

#آ_گاهی
شما با یک راست‌کش و یک پرگار هیچجوره نمیتونید یک زاویه دلخواه رو به سه قسمت برابر تقسیم کنید.
@TheObs

#سوال
توپ تنیسی به جرم m را به دیوار میکوبیم و با همان سرعت اولیه v0. نیروی وارده بر دیوار چقدر است و چطور اندازه‌اش میگیریم؟ آیا این پارامتر اهمیت فیزیکی دارد یا پارامتر بهتری برای توصیف این برخورد داریم؟

@TheObs

#آ_گاهی
درآمدی بر دیدگاه ماکروسکوپی و میکروسکوپی

تصور کنید باران می‌بارد. در مقیاس بزرگ، آنچه شهر «می‌بیند»، تنها یک نرخ کلی از ورود آب است؛ دبی میانگینی از حجم بارش روی کل منطقه. یا مثلا یک تایپیست را در نظر بگیرید که کتابی را می‌نویسد، در مقیاس بزرگ، هر کتاب دارای نرخ معینی از خطای تایپی است. همچنین اگر به گاز درون یک بادکنک فکر کنیم، جداره‌ی بادکنک صرفا فشار کل را احساس می‌کند، یا دهانه‌ی یک تلسکوپ که با سطح معینی از شار نوری ستارگان روبه‌روست. همه‌ی این کمیت‌ها در حقیقت توصیف‌های ماکروسکوپی از سامانه‌هایی پیچیده‌تر در درون خود هستند.

اما اگر به درون این سامانه‌ها در مقیاس میکروسکوپی نگاه کنیم، رفتارها بسیار متفاوت‌اند. پروانه‌ای در سطح همان شهر بارانی، دیگر نرخ کلی بارش را تجربه نمی‌کند، بلکه تنها قطراتی منفرد را می‌بیند که با احتمال معینی به او برخورد می‌کنند. تایپیست در سطح یک صفحه‌ی واحد، با احتمال وقوع خطا مواجه است، نه نرخ خطا در کل کتاب. سطحی کوچک از بادکنک نیز به‌جای فشار یکنواخت، تنها ضربه‌های تصادفی ذرات گاز را حس می‌کند، برخوردهایی لحظه‌ای که در طول زمان دانه دانه اتفاق می‌افتند. حتی در تلسکوپ، اگر یک CCD را در محل عدسی قرار دهیم، هر پیکسل، با سطح مقطع بسیار کوچک خود، تنها با احتمال دریافت فوتون از ستاره روبه‌روست.

در واقع، کمیت‌های ماکروسکوپی فیزیک چیزی نیستند جز میانگین‌گیری روی مقیاس‌های بزرگ. این‌که میانگین‌گیری روی چه انجام شود، بستگی به مدل‌سازی ما دارد. در ساده‌ترین حالت، اگر برخوردها یا رخدادها مستقل از هم باشند، می‌توان سیستم را با توزیع پواسون مدل کرد، مدلی که فرض‌های خاص خودش را دارد.

اما اگر این استقلال از بین برود و سامانه حافظه‌دار شود، یعنی احتمال وقوع هر رویداد به رویدادهای گذشته وابسته باشد، دیگر پواسون کافی نیست. در این‌جا وارد دنیای فرایندهای تصادفی می‌شویم، جایی که سامانه‌ها رفتارهایی پیچیده، همبسته و گاه پیش‌بینی‌ناپذیر بروز می‌دهند.

شاید روزی وقتی فرصت شد، دور هم می‌نشینیم و در قالب یک میتینگ، درباره‌ی شبیه‌سازی چنین سیستم‌های تصادفی و رفتارهای نوظهورشان صحبت می‌کنیم.

@TheObs

#آ_گاهی
آیا جهان ذاتا دیجیتال است؟

وقتی به برخی پدیده‌های طبیعی با دقت نگاه می‌کنیم، گویی نشانه‌هایی می‌بینیم که اطلاعات جهان در ذات خود به‌صورت دیجیتال و گسسته کدگذاری شده است.

برای درک تفاوت میان آنالوگ (پیوسته) و دیجیتال (گسسته)، تصور کنید کلیدی را که لبه‌هایش به‌صورت نرم و پیوسته تراش خورده‌اند. این کلید نمونه‌ای از یک سیستم آنالوگ است. اگر از آن کپی بگیریم، هرچقدر هم دقیق، بخشی از اطلاعات ظریف سطح کلید از بین می‌رود. با تکرار این فرایند و ساختن کپی از روی کپی قبلی، خطاها تجمع پیدا می‌کنند تا جایی که دیگر کلید نهایی قفل را باز نمی‌کند. همین پدیده را کسانی که با نوار کاست یا صفحه‌ی گرامافون آشنا بوده‌اند نیز تجربه کرده‌اند. هر بار ضبط مجدد، افت محسوسی در کیفیت صدا یا تصویر ایجاد می‌کرد، ویژگی ذاتی سامانه‌های آنالوگ.

در مقابل، اگر همان کلید به‌صورت دیجیتال تعریف می‌شد (با دندانه‌هایی که فقط دو وضعیت مشخص داشتند) احتمال خطا در کپی‌برداری به‌مراتب کمتر بود. در این حالت، اطلاعات به‌صورت بیت‌های مشخص «صفر» و «یک» منتقل می‌شد و بازتولید آن تقریباً بدون افت انجام می‌گرفت.

نگاهی به ژنوم (DNA) نشان می‌دهد که طبیعت، به‌طور شگفت‌انگیزی، همین رویکرد دیجیتال را برگزیده است. اطلاعات ژنتیکی در قالب چهار نوکلئوتید (G، T، A، C) کدگذاری می‌شوند که دو به دو مکمل یکدیگرند. ساختاری که نه‌تنها گسسته است، بلکه نوعی الگوریتم تصحیح خطا نیز در آن تعبیه شده تا پایداری داده‌ها تضمین شود.

اما در سطح فیزیک بنیادی، معادلاتی که جهان را توصیف می‌کنند (از مکانیک کلاسیک تا نظریه میدان‌ها) همگی بر پایه‌ی پیوستگی و نرمی پارامترها نوشته شده‌اند. این تناقض ظاهری این پرسش را برمی‌انگیزد:
آیا واقعیت جهان ذاتاً آنالوگ است، یا فقط در مقیاس‌های مشاهده‌پذیر ما چنین به‌نظر می‌رسد؟

ممکن است پیوستگی‌ای که می‌بینیم صرفا ناشی از محدودیت دقت اندازه‌گیری ما باشد. همان‌طور که توده‌ای از شن از دور مانند مایع به‌نظر می‌رسد، در حالی که از نزدیک از دانه‌های مجزایی تشکیل شده است. تا زمانی که نتوانیم فضا، زمان و انرژی را در مقیاس‌هایی چون طول پلانک یا حتی کوچک‌تر (آن‌گونه که نظریه ریسمان پیشنهاد می‌کند) اندازه‌گیری کنیم، نمی‌توانیم با اطمینان بگوییم که جهان واقعا پیوسته است. شاید در عمیق‌ترین سطح خود، کیهان نوعی رایانش دیجیتال عظیم باشد، و آنچه ما تجربه می‌کنیم صرفا جلوه‌ای آنالوگ از واقعیتی گسسته‌تر است.

@TheObs

اقای ضیا؟