آشنايي با منبع اصلي انرژي خورشيدي

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: گوي آتشين غول پيکر

خورشيد تنها يکي از ميلياردها ستاره يي است که در کهکشان راه شيري به دور مرکز کهکشان در حال گردش است. اما اين ستاره (خورشيد) براي سياره زمين و ديگر خانواده هاي منظومه شمسي ما بيشترين اهميت را دارد. اين خورشيد است که تمام اجزاي منظومه را با گرانش خود نگه داشته و موجب شده است تمام اجزا از سياره ها تا سيارک ها و ستاره هاي دنباله دار به دور آن بگردند. اين گوي آتشين غول پيکر در مرکز منظومه شمسي توليدکننده نور و گرما است و به اين خاطر ستاره يي حيات بخش براي زمين به شمار مي آيد.

گرمايي که بدن ما از تابش خورشيد حس مي کند، به خاطر پرتوهاي فروسرخ خورشيد است و نور مرئي توليدشده موجب ديدن اشيا توسط چشم انسان و همچنين اشعه هاي فرابنفش خورشيد سبب سوختگي پوستمان مي شود. روي زمين آب درياها به وسيله انرژي خورشيد گرم و سپس تبخير مي شود و به شکل باران بر زمين مي بارد. باد به دليل اختلاف دمايي که خورشيد به وجود مي آورد و موجب تفاوت فشار در هوا مي شود، به وجود مي آيد. درختان با نور خورشيد است که عمل فتوسنتز را انجام مي دهند و موجب توليد اکسيژن و ديگر عنصرها مي شود و زماني که برخي از ذرات باردار خورشيد به وسيله ميدان مغناطيسي زمين به قطب ها مي رسد، موجب پديد آمدن شفق هاي قطبي همانند پرده يي رنگين در آسمان مي شود. اگر خورشيد نبود، مطمئناً امکان تشکيل حيات در سياره زمين نبود.

ستاره منظومه شمسي، خورشيد همانند گويي گازي است و خود به تنهايي 99 درصد از جرم کل منظومه شمسي را تشکيل مي دهد. خورشيد از 72 درصد هيدروژن و 26 درصد هليم و حدود 2 درصد عنصرهاي ديگر تشکيل شده است. شعاع اين گوي يعني حد فاصل بين مرکز کره تا سطح آن حدود 109 برابر شعاع زمين است. براي درک غول پيکر بودن خورشيد بايد گفت 1331000 کره به حجم زمين را مي توان در درون خورشيد جاي داد. دماي سطح آن حدود 5500 درجه سانتيگراد است. دما در مرکز خورشيد به بيش از 15 ميليون درجه مي رسد.

اما منشاء اصلي توليد انرژي عظيم خورشيد چيست؟ در گذشته و قبل از بررسي هاي علمي دقيق درباره منشاء انرژي خورشيد، عقيده بر اين بود که اين ستاره (خورشيد) توسط واکنش هاي شيميايي مانند سوختن، انرژي توليد مي کند، اما امروز مي دانيم که اين ديدگاه اشتباه بوده است و خورشيد همچون يک رآکتور بزرگ هيدروژني عمل مي کند. همان طور که بيان شد، بيشتر جرم خورشيد از عنصر هيدروژن است؛ اتم هيدروژن ساده ترين و فراوان ترين عنصر در عالم است که به صورت عادي داراي يک پروتون با بار مثبت و يک الکترون با بار منفي است که به دور هسته (پروتون) در حال چرخش است. اما در ستارگان، همانند خورشيد به سبب دما و فشار زياد داخل ستاره، اتم هيدروژن نمي تواند به صورت عادي يعني به طوري که الکترون به دور پروتون بچرخد، باقي بماند و تحت شرايط موجود الکترون ها از پروتون ها جدا شده و آزادانه در ستاره رها مي شود. به چنين حالتي از ماده، پلاسما مي گويند. در هسته خورشيد چهار هسته اتم هيدروژن تحت دماي زياد داخل خورشيد، با هم ترکيب و به يک هسته اتم هليم تبديل مي شوند. به اين عمل که هر لحظه در خورشيد در حال رخ دادن است، همجوشي هسته يي مي گويند. در اين فرآيند مقدار زيادي انرژي آزاد مي شود، زيرا جرم يک هسته اتم هليم توليد شده از جرم چهار هسته اتم هيدروژن اوليه کمي کمتر است. اين انرژي را مي توانيم به صورت امواج الکترومغناطيس همانند امواج نور، ايکس، فرابنفش و گاما مشاهده و ذرات توليد شده در اين فرآيند را همچون نوترينوها (که ذراتي بدون بار و تقريباً بدون جرم هستند) آشکارسازي کنيم. در فرآيند همجوشي هسته يي خورشيد، در هر ثانيه حدود 564 ميليون تن هيدروژن به 560 ميليون تن هليم تبديل مي شود و همين تفاوت جرم اوليه و ثانويه منشاء اصلي توليد انرژي در خورشيد و ستارگان است. چنين فرآيندي در تمام ستارگان آسمان هر لحظه در حال انجام است. برخي از ستارگان آسمان تا هزار برابر خورشيد جرم دارند. خورشيد در بين ستارگان آسمان اندازه يي متوسط دارد. خورشيد جوان 6/4 ميليارد سال از عمرش مي گذرد و تا 5 ميليارد سال ديگر همچنان سوخت دارد تا بتواند به راحتي فرآيند همجوشي هسته يي را در درونش انجام دهد. خورشيد در آينده يي دور (زماني که در حال به اتمام رساندن سوخت خود است) تا نزديکي مدار زمين بزرگ شده و به يک غول سرخ تبديل مي شود. در اين حالت عطارد و زهره را مي بلعد و زمين تا هزار درجه سانتيگراد گرم مي شود. خورشيد در آخر عمر با انفجاري به زندگي خود خاتمه مي دهد و هسته يي فشرده به نام کوتوله سفيد از خود باقي مي گذارد.

خورشيد هم مانند سياره ها به دور خود مي چرخد. حدوداً هر يک ماه، خورشيد يک گردش کامل به دور محورش مي زند. البته به دليل آنکه خورشيد گويي گازي است تمام سطح آن با سرعتي معين حول مرکزش نمي چرخد، بلکه سرعت چرخش آن در استوا بيشتر از سرعت چرخشش در قطب ها است.

در اخترشناسي و اخترفيزيک به خورشيد بسيار توجه مي کنند زيرا ديگر ستارگان کهکشان راه شيري آنچنان از ما دورند که اگر با سرعت نور که 300 هزار کيلومتر بر ثانيه است، به نزديک ترين ستاره (که پروکسيماي قنطورس نام دارد) سفر کنيم، بايد 3/4 سال نوري در راه باشيم. به اين دليل بررسي خورشيد به عنوان مدلي از نزديک ترين ستاره به ما از اهميت فوق العاده يي برخوردار است.به تازگي در برخي سايت ها و رسانه هاي ايران به داستاني مربوط به سفره هفت سين مرحوم پروفسور «محمود حسابي» استاد فقيد فيزيک دانشگاه تهران در دانشگاه پرينستون و حضور «آلبرت اينشتين» و جمع مهمي از فيزيکدانان هم عصر او سر اين سفره اشاره شده و به طور گسترده يي تصويري که مربوط به «آلبرت اينشتين» و «کورت گودل» (رياضيدان بزرگ) است، به عنوان تصوير «اينشتين» و پروفسور «حسابي» معرفي شده است،(متن بالا) البته در مورد ماجراي سفره هفت سين نيز به خاطرات مهندس «ايرج حسابي» استناد شده که با رجوع به سايت بنياد حسابي چنين خاطره و عکسي را آنجا نديدم و اساساً نمي دانم انتساب اين مطالب به مهندس «ايرج حسابي» چقدر به واقعيت نزديک است. ولي به هر حال بيان عمدتاً اغراق آميزي که ايشان براي توصيف فعاليت هاي مرحوم پدرشان به کار مي برند، چه بسا در اشاعه اين نوع مطالب به نام ايشان کمک کرده باشد. به هر حال اين تصوير «آلبرت اينشتين» و «کورت گودل» را در اينجا آورده ام تا ديگر کسي رجوع اشتباه به آن در وب سايت هاي فارسي زبان ندهد. مطالب مربوط به اين عکس را هم در آدرس لينک (Albert Einstein) مي توانيد ببينيد (عمدتاً در مورد اينشتين).

واکنش به اين موضوع نيز از سوي دکتر «رضا منصوري» استاد فيزيک دانشگاه شريف و شخصيت برجسته علمي کشور در مجله نجوم، شماره فروردين و ارديبهشت 88 چاپ شده که همگان را به خواندن آن تشويق مي کنم. ولي نکته من در اين يادداشت آن است که با بيان مطالب اغراق آميز، نمي توانيم به توسعه علمي کمک کنيم. اينکه يک دانشمند در مراحلي از کارش با اشخاص مهم و درجه اول ديدار داشته باشد و ما آن را به صورت يک داستان به صورت همکاري و تبادل نظر و هم ارزي دانشمند هموطن مان و در نهايت تزريق حس بي دليل برتري استاد هموطن از شخصيت شناخته شده جهاني درآوريم، کمکي به رشد و ترويج علم در ايران نمي کند که هيچ، به رواج غيرعلم و شبه علم در ميان جوانان مي انجامد. علم با شبه علم فرق دارد و با صرف احساسات بي پايه نيز نمي توان دستاوردهاي ديگران را مال خود کرد. البته هر شاخه از علم بزرگان و دانشمندان و دانشگران خاص خود را دارد بنابراين مطالبي که مورد تاييد اصحاب نظر در آن شاخه از علم نباشد، جايگاهي نيز در آن حوزه تخصصي ندارد. ضمناً وب سايت هاي فارسي نيز بد نيست قبل از انعکاس هر مطلب، حداقل در همين اينترنت صحت و سقم آن را جست وجو کنند.

جايگاه واقعي دانشمندان و دانشگران، به ويژه آنها که از نسل اول متخصصان ايراني تحصيلکرده در خارج از کشور (بيشتر اروپا) بوده اند، بايد از زاويه بنيانگذار و ايجادکننده بودن آنها مورد توجه قرار گيرد. قبل از اين نسل، عملاً هيچ زيرساخت علمي مدرني در کشور وجود نداشته است و آنها (مرداني همچون مرحوم دکتر حسابي) افرادي بوده اند که با زحمت بسيار به ايجاد دانشگاه، دانشکده و مراکز پژوهشي در ايران همت گمارده و اين زحمات را هنگامي متحمل شده اند که کمتر مسوولي در کشور اساساً معني دانشگاه و دانشکده را متوجه مي شد. (به ماجرايي توجه کنيد که مرحوم دکتر «حسابي» براي طرح پيشنهاد تاسيس دانشگاه در زمان پهلوي اول مجبور مي شود توضيح دهد که دانشگاه چيست و به چه درد مي خورد.) بنابراين ايفاي نقش تاسيس کننده براي اين بزرگان علوم جديد (علوم تجربي) در ايران، بزرگ ترين و مهم ترين دليل براي بزرگداشت جايگاه علمي استاداني چون دکتر «محمود حسابي» است. البته بديهي است سرگذشت زندگي ايشان که بسيار پرنوسان و با زحمات بسيار (به ويژه در کودکي) توانسته اند با پشتکار و پايمردي، راه علم را بپيمايند و به درجات عالي علمي برسند، براي بسياري از جوانان و علاقه مندان به علم، سرمشق جالبي است که مي تواند اميدبخش باشد (حتي براي آن دسته از جوانان که فرصت هاي پيشرفت را براي خود، گوناگون و در دسترس نمي بينند). به اين ترتيب که راه بزرگاني چون مرحوم دکتر «حسابي» را بپيمايند و البته در اندازه ها، توانايي ها و امکانات زمانه شان (که از بسياري از جهات با زمانه دکتر «حسابي» بسيار متفاوت است) در آن راه پيشرفت کرده و از طريق علم آموزي به جايگاه شايسته و بايسته يي برسند.

البته طبيعي است که امکان کسب چندين مدرک کارشناسي و دکترا (حتي براي کساني که استعداد فوق العاده داشته باشند) در حال حاضر نه وجود دارد و نه اصلاً منطقي است که جواني حتي با استعداد خارق العاده در حال حاضر بخواهد (يا بتواند) پي درپي مثل مرحوم دکتر «حسابي» چندين مدرک کارشناسي يا کارشناسي ارشد يا دکترا کسب کند. تخصصي شدن و گسترش حوزه هاي خاص علم و توسعه دوره هاي پژوهشي پسادکترا در جهان و اکنون در ايران و همچنين فرصت هاي متعدد براي دوره هاي پژوهشي و عضويت در تيم هاي پژوهشي که با بالاترين کيفيت در دنيا (و در ايران) وجود دارد، فرصت هاي نويني است که هر جواني بتواند پس از اخذ مدرک دکترا، در همان حوزه تخصصي خويش به پيشرفت هاي بيشتر دست يابد. زمانه عوض شده و معيارهاي رشد علمي نيز با حدود 80 سال پيش همخواني ندارد. (البته بعضي از معيارهاي رشد علمي حتي با 20 يا 10 سال پيش هم متفاوت شده است،)

ولي آنچه مهم است، آن است که در هر زماني، با راستگويي و ارائه تصويري واقعي تلاش کنيم نسل هاي بعدي را به راه علم آموزي و کسب دانش تشويق کنيم. اگر هريک از دانشمندان را انسان هايي غيرواقعي، تک بعدي و بعضاً ماشيني (که انگار مثل روبات فقط هم و غم شان بلعيدن دانش و مدرک بوده و هست،) نشان دهيم، در آن صورت آن چيزي که انتظار داريم در جوانان ايجاد شود، از اين راه ايجاد نمي شود. جوانان با نگاه به شرايط امروزي، فکر خواهند کرد که اگر به طور معمول بخواهند رشد کنند، اگر شرط رسيدن به مدرک دکترا و مشاغل علمي، آن باشد که از همه جنبه هاي زندگي زده شوند، ترجيح مي دهند اصلاً به دنبال چنين مسيري نروند. فکر مي کنند زندگي سعادتمند، حداقل با شرايط کنوني از طريق کسب علم فراهم نمي شود. البته کسب علم، دنبال مشاغل پژوهشي رفتن و رسيدن به مدارج بالا در اين نوع کارها در هر زماني، کاري است که در هر جامعه يي به آساني حاصل نمي شود و زحمات و مشکلات خاص خودش را دارد. ولي واقعيت آن است که به هر حال ارائه تصويري اسطوره يي از دانشمندان و دانشگران به صورت غيرواقعي، اين خطر را دارد که اساساً کسي در پي دنباله روي از آنها نباشد. به باور من تصوير واقعي تمام آنها که در راه علم و توسعه دانش و ايجاد دانشگاه و پژوهشگاه در کشور ما و در تمام جوامع ديگر زحمت کشيده اند، بهترين و قابل باورترين تصويري است که بايد در رواج آن کوشيد و نسل هاي بعدي را با آن آشنا کرد. واقع بيني و واقع گرايي بهترين شيوه نگاه به اين مساله است. همين که بزرگان علم و دانش نقش مثبت و مهم خود را بر زمانه خود گذاشته اند، دليل کافي براي تجليل از آنها است. همين که در زمانه يي که بيشتر هم نسلان اين دانشمندان و دانشگران با انتخاب شيوه هاي ديگري از زندگي، در طول عمر خود بسيار راحت تر مي زيسته اند، ولي استادان و بنيانگذاران دانشگاه ها، پژوهشگاه ها و مراکز پژوهشي، با انتخاب راه علم با تمام مشکلات مبارزه کردند، به جنگ باورهاي غلط رفتند و... خلاصه ابتدا بايد موضوع را جا مي انداختند و بعد به سختي به ايجاد و ساخت دانشگاه مي پرداختند يا کمک مي کردند، خودبه خود کار سترگ اين بزرگان بوده است. همين زيرساخت هاي ايجادشده (دانشگاه ها و پژوهشگاه ها) مکان هايي بوده و هست که نسل هاي بعدي در آنها مي توانند رشد کنند و به توسعه دانش و آزمودن فرضيات علمي بپردازند. پس بايد به روح آنها که آن روز اين زحمات را کشيده اند و امروز در ميان ما نيستند، درود فرستاد و تلاش کرد واقع بينانه جوانان نسل بعدي را با اهميت کار آنها آشنا کرد. يادمان باشد در زماني اين اتفاقات افتاده است که کشور ما تا حد زيادي از قافله رشد علمي در جهان عقب افتاده است و عوارض يک مساله در زواياي گوناگون زيست هموطنان ما در نسل هاي گذشته به صورت شکست هاي تاريخي و معضلات گوناگون اجتماعي در ابتداي قرن گذشته (انتهاي دوره قاجار و ابتداي دوره پهلوي اول) خود را نشان داده بود. پس پر کردن خلأ و رفع عقب افتادگي که ده ها سال براي آن زمان لازم بوده است را نبايد از استادان نسل اول دانشگاه هاي کشور انتظار داشته باشيم (و نداريم).

ولي اينکه بخواهيم اکتشاف هاي علمي، حرکت در مرزهاي دانش، هم ارزي و هم سنگي با افراد مشهور علمي جهان را به افتخارات استادان نسل اول بيفزاييم، در دنياي امروز که دسترسي به اطلاعات و کنترل داده ها از طرق مختلف (به ويژه اينترنت، حتي براي دانش آموزان) بسيار راحت است، کاري برخلاف هدف تشويق جوانان به علم آموزي است. ساحت علم و دانش با تفکر منطقي، نگاه واقع بينانه و زندگي شرافتمندانه عجين است. اينکه کسي را بيهوده و به صورت غيرواقعي در مرزهاي علم تصور و تلاش کنيم نظريات آزموده نشده را به عنوان قوانين علمي و افتخارات علمي خود تلقي کنيم، کاري است که نه از دل آن براي ما «اينشتين» بيرون مي آيد(،) و نه جايگاه «اينشتين» را در تاريخ علم به افتخارات ملي ما نزديک خواهد کرد (و نه لازم است که چنين اتفاقي رخ دهد). افتخارات ملي ما هم اکنون نيز با تلاش هاي واقعي دانشمندان و دانشگران ما که مقالات آنها در سطح درجه يک بين المللي در حال انتشار هستند، در حال شکل گيري است. معرفي مناسب و بجاي مقالات علمي، نظريات آزموده شده، اختراعات واقعاً ثبت شده در سطح بين المللي و کتاب هاي قابل انتشار در سطح جهاني که در همين ايران ما نوشته شده و مي شود (هر چقدر که تعداد آنها کم هم باشد) اسباب افتخار ما است، آنها را به صورت واقعي معرفي کنيم تا جوانان نسل بعدي ما هم با مشکلات آشنا شوند و هم با افتخاراتي که واقعاً مي توان کسب کرد. جايگاه و استاندارد علمي را هم از اين طريق به درستي مي توان شناخت و مي توان فهميد که به درستي اگر در همين کشور خودمان بخواهيم در سطح درجه يک و استاندارد واقعي امروز علمي دنيا حرکت کنيم، معيارها و ملاک هاي سنجش چيست و چگونه قابل کسب است. با طرح مباحث در مورد کارهاي انجام نشده توسط بزرگان علمي درگذشته (که چنين انتظاري نيز به طور منطقي از آنها نمي رفته است)، نمي توان به توسعه علمي کمک کرد. کسي را هم نمي توان از اين طريق به راه علم کشاند.

امين حمزه ئيان

( آدمی، دانش و اندیشه :. ( پوست گردو :.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 310]