از کریستال‌های زمان تا وزغ‌های همنوع خوار؛ سال عجیب ۲۰۲۱ برای علم

ستاره | سرویس اخبار – بی شک ساخت واکسن‌های متعدد برای کنترل ویروس کرونا، یکی از مهمترین رخداد‌های علمی در جهان بود که چشم تمام مردم جهان بدان دوخته شده بود، اما جدای از جهان درگیر با این اپیدمی بزرگ، ما شاهد اکتشافات علمی دیگری نیز بوده ایم که هریک به نوبه خود دریچه‌ای جدید را به افق‌های ناشناخته بشری باز می‌کند.

به گزارش فرارو، سال ۲۰۲۱ مملو از نوآوری و اکتشاف در دنیای علم بود که همه چیز از اکتشافات بیولوژیکی و باستان شناسی گرفته تا مسابقات فضایی رو به رشد را در بر می‌گرفت. در این سال، ما چیز‌های جالبی در مورد گونه‌های حیوانی باستانی، از جمله حقایق شگفت انگیز در مورد دایناسور‌ها و همچنین بشریت آموختیم. ما رکورد سردترین دمایی را که تاکنون به دست آورده‌ایم، شکستیم و ممکن است اولین سیاره فراخورشیدی خود را در کهکشانی دیگر دیده باشیم. این موارد تنها بخش کوچکی از تجربیات شگفت انگیز علمی ما در سال ۲۰۲۱ بود بنابراین قصد داریم تا شما را با شمار دیگری از این تجربه‌های شگفت انگیز، به ترتیب ماه‌های سال میلادی آشنا سازیم. این مسیر توقف ناپذیری است که ما برای شناخت جهان پیرامون خود طی کردیم و سال ۲۰۲۱ آخرین ایستگاهی است که ما اخیراً از آن گذشته ایم.

 

ژانویه؛ از بحران در زمین تا دره مارینریس مریخ

ژانویه ۲۰۲۱ ماه سختی برای زمین ما بود، زیرا چندین مطالعه و گزارش نشان دادند که بحران آب و هوا با چه سرعتی در حال پیشرفت است. یک مطالعه نشان داد که تهدید سه گانه تغییرات آب و هوایی، از دست دادن تنوع زیستی و افزایش جمعیت می‌تواند تا پایان این قرن برای بشریت فاجعه باشد. با پیگیری آن تحقیق، مطالعه دیگری نشان داد که اکنون زمین گرمتر از حداقل ۱۲۰۰۰۰ سال پیش است و به نظر می‌رسد که مدل‌های آب و هوایی، شرایط را به نفع گزاره «آره، واقعاً شرایط خیلی بد است» تغییر داده اند.

 

 

در حالی که ما در زمین، سال ۲۰۲۱ را با نگاهی نگران به خطرات آب و هوایی آغاز کردیم، در فضا موفق به ثبت تصویری خیره کننده از دره مارینریس مریخ، بزرگترین دره منظومه شمسی شدیم. درازای این دره بیش از ۴ هزار کیلومتر یعنی تقریباً برابر با طول ایالات متحده است. دره‌وار مارینر ۲۰۰ کیلومتر عرض دارد و در بعضی جا‌ها حتی پهن‌تر است یعنی پهنای آن بزرگتر از طول دره گرند کنیون در آریزونای آمریکا است. ژرفای دره‌وار مارینر نیز ۷ کیلومتر، یعنی طولانی‌تر از بلندترین کوه‌ها بر روی زمین است. دره مارینر می‌تواند محل خوبی برای برپا کردن پایگاه جهت اسکان بر روی مریخ باشد، زیرا فشار جوی در آن بیشتر از سطح عادی مریخ است.

 

فوریه؛ ماهی برای مریخ

ماه فوریه ۲۰۲۱ را به معنای واقعی کلمه می‌توان «ماه مریخ» نامید. در ابتدا، کشور امارات متحده عربی اولین کاوشگر خود را در ۹ فوریه به مریخ فرستاد و نقطه عطفی در تاریخ این کشور رقم زد. این رخداد در عرصه بین المللی نیز بسیار جالب توجه بود، زیرا این کشور تنها پس از یک دهه از پرتاپ اولین ماهواره خود به فضا بود که به چنین موفقیتی دست می‌یافت. دو روز بعد و در ۱۰ فوریه، اولین فضاپیمای بین سیاره‌ای چین، مدارگرد Tianwen-۱ را در مدار سیاره سرخ قرار داد.

 

 

این رخداد‌ها به هینجا ختم نشد، زیرا مریخ نورد «استقامت» ناسا پس از «هفت دقیقه دلهره آور» و در حالی که فرود مریخ نورد از طریق برنامه ریزی خودکار انجام می‌شد، با موفقیت بر روی مریخ در بستر دریاچه‌ای باستانی به نام دهانه Jezero فرود آمد. البته دستاورد‌های فضایی در این ماه محدود به مریخ نبود چراکه در همین ماه ناسا سرانجام Falcon Heavy اسپیس ایکس را برای حمل اولین قطعات ایستگاه «دروازه ناسا» به مدار ماه انتخاب کرد.

 

مارس؛ کشف کامپیوتر ۲۰۰۰ ساله

هابل در ماه مارس با مشکلی روبرو شد و با یک نقص نرم افزاری مواجه شد که آن را برای چند روز از کار انداخت. اگرچه این رخداد به خودی خود خبر وحشتناکی نیست، اما در نهایت مشکلات جدی تری این تلسکوپ را برای اواخر سال پیش بینی می‌کند. امری که سرانجام منجر به ارسال یک تلسکوپ جدیدتر و قدرتمند تر، یعنی تلسکوپ فضایی جیمز وب به فضا شد.

 

 

با این حال رویدادی که در این ماه چشمگیر شد، بازسازی دیجیتالی دستگاه باستانی به نام ماشین آنتیکیترا Antikythera بود. این دستگاه در واقع یک رایانهٔ آنالوگ باستانی مربوط به عصر هلنیستی و اوایل قرن یکم پیش از میلاد مسیح بود که در سال ۱۹۰۰ کشف شده بود. اگر چه این دستگاه در اکتبر سال ۱۹۰۰ میلادی توسط یک گروه یونانی از یک کشتی غرق شده در اطراف جزیره آنتیکیترا کشف شد، اما تا همین اواخر که این دستگاه به وسیله تکنولوژی پرتوی ایکس اسکن نشده بود، اهمیت و پیچیدگی آن پوشیده بود. این دستگاه اسرارآمیز بسیاری از بخش‌های کلیدی خود را از دست داده است و در دو هزار سال خوردگی و رسوب پوشانده شده است، بنابراین پی بردن به نحوه عملکرد دستگاه یکی از بزرگترین چالش‌های باستان‌شناسی است.

 

آوریل؛ از پرواز در مریخ تا تی رکس‌های تنبل

آوریل یک ماه تاریخی دیگر برای مریخ بود، زیرا پهپاد هلیکوپتری «نبوغ» اولین پرواز آزمایشی خود را پس از ورود به این سیاره، با مریخ نورد استقامت در ماه فوریه انجام داد. این اولین باری بود که یک هواپیمای انسانی در جهان دیگری پرواز کرد و آن را برای مهندسان ناسا به یک لحظه حس و حال «برادران رایت» تبدیل کرد. مدیر پروژه نبوغ بعد از این رویداد تاریخی گفت: «فکر نمی‌کنم هرگز بتوانم بار‌ها و بار‌ها آن را تماشا نکنم.» در آخر همین ماه نیز چین با موفقیت توانست اولین بخش از ایستگاه فضایی Tianhe خود را در مدار قرار دهد.

 

 

اما یکی از جالب توجه‌ترین اکتشافات شر در این ماه، نه در آسمان‌ها بلکه بر روی زمین بود، اما مربوط به دنیایی که به اندازه کهکشان‌ها از ما دور است. این اکتشاف درباره دایناسور محبوب بچه‌ها یعنی تیرانوسوروس رکس یا همان «تی رکس» معروف است که مشخص شد بسیار تنبل‌تر از آن چیزی بود که پیش از این تصور می‌کردیم. شبیه‌سازی‌های جدید از نحوه حرکت دم تی رکس با توجه به آنچه از فیزیولوژی آن می‌دانیم، مشخص کرد که سرعت معمولی راه رفتن آن ۳ مایل در ساعت (۵ کیلومتر در ساعت) بوده است. این موضوع شاید تصور قبلی ما از «پادشاه عصر دایناسورها» را دگرگون کند.

 

می؛ از رقابت جدید فضایی تا انسان ۱۵۰ ساله

پس از مریخ نورد استقامت ناسا، چین اولین کاوشگر خود به نام «ژورونگ» را در ماه می‌بر روی مریخ فرود آورد. فرود روی مریخ یک شاهکار تاریخی برای چین است و این کشور را به دومین کشوری تبدیل می‌کند که پس از ایالات متحده، مریخ نورد خود را در سیاره دیگری قرار داده است. این نشانه دیگری از رقابت فضایی بین دو کشور است که انتظار می‌رود در سال‌های آینده شتاب بیشتری بگیرد. مریخ نورد Zhurong مجهز به دوربین‌ها و تجهیزات پانوراما و چند طیفی برای تجزیه و تحلیل ترکیبات سنگ و همچنین رادار نفوذی زمین برای کشف ویژگی‌های زیرسطحی منطقه Utopia Planitia مریخ است.

 

 

به غیر از داستان مسابقه فضایی چین و آمریکا، دانشمندان در این ماه توانستند فرآیند خوردن یک ستاره توسط یک سیاه‌چاله را برای اولین بار تماشا و مستند کنند. سرانجام، در ماه مه خبری منتشر شد مبنی بر اینکه دانشمندان مشخص کرده‌اند که طولانی‌ترین عمر انسان از نظر بیولوژیکی، حدود ۱۵۰ سال است و پس از آن مرحله، بدن دیگر قادر به ترمیم خود نیست.

 

ژوئن؛ از اقیانوس جدید تا دنباله داری که کشاورزی را پدید آورد

ژوئن شاهد اخبار نگران کننده‌ای در زمینه آب و هوا بود، زیرا عکس‌های ماهواره‌ای گرفته شده از سال ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۰ نشان می‌دهد یخچال طبیعی جزیره کاج قطب جنوب، به طور چشمگیری ۲۰ ٪ از قفسه یخی پشتیبانی کننده خود را تنها در چهار سال از دست داده است. عواقب این نوع از بین رفتن سریع یخ وخیم خواهد بود، زیرا ذوب شدن یخ‌های در حال فروپاشی و صفحات یخی، به افزایش فاجعه‌بار سطح دریا کمک می‌کند. اما اخبار مربوط به قطب در این ماه به همین موارد نگران کننده محدود نشد و جنوبی‌ترین قاره زمین در همین ماه، به طور رسمی اقیانوس خود را بدست آورد. اگرچه ایده اقیانوس جنوبی جدید نیست، اما این نام تا این زمان به طور رسمی در کنار چهار اقیانوس شناخته شده دیگر یعنی اطلس، ارام، هند و منجمد شمالی، ذکر نمی‌شد.

 

 

ژوئن همچنین شاهد کشف شواهد بیشتری بود مبنی بر اینکه یک قطعه دنباله دار، ۱۳۰۰۰ سال پیش با زمین برخورد کرد و باعث دوره یانگر درایاس شد. یانگر درایاس، یکی از دوره‌های زمین‌شناختی زمین است که در حدود ۱۲۸۰۰ سال پیش، پس از دورهٔ گرمای کوتاهی که پس از پایان آخرین عصر یخبندان اتفاق افتاد، آغاز شد و تا حول و حوش ۱۱۵۰۰ سال پیش ادامه یافت. این دوره به‌طور ناگهانی و بدون هیچ گونه هشدار اولیه‌ای آغاز شد. در این ماه، دانشمندان توانستند با تحقیقات جدید در لایه‌ای از پلاتین و سایر ذخایر موجود در رکورد‌های زمین‌شناسی آغاز این دوره، شواهد بیشتری در مورد نقش برخورد تکه‌ای از یک دنباله دار به زمین، بیابند. به نظر می‌رسد که بشریت به طور فزاینده‌ای از یک رویداد ضربه آخرالزمانی در ۱۳۰۰۰ سال پیش جان سالم به در برده است، و تاثیر متعاقب آن زمستان ممکن است جوامع شکارچی-گردآورنده را مجبور کرده باشد که زمین را برای پرورش غذا شخم بزنند. در واقع این دوره جدید بود بشر را به سمت کشاورزی و سپس تمئن هدایت کرد.

 

جولای؛ مسابقه میلیاردر‌های فضا نورد

اتفاقات زیادی در ماه جولای افتاد، اما مسلماً مهم‌ترین داستان ماه، مسابقه فضایی میلیاردر‌ها بود که به سرعت بالا گرفت. هم ریچارد برانسون و هم جف بزوس، تعریفی از فضا را ارائه دادند، و ما این را به بزوس و برانسون می‌سپاریم که در مورد اینکه «فضای بیرونی» واقعاً از کجا شروع می‌شود، بحث کنند. این ماه، یک نکته هیجان انگیز دیگری در زمینه نجوم نیز داشت و آن کشف یک قحلقه تشکیل دهنده ماه در اطراف یک سیاره فراخورشیدی در منظومه شمسی بود که در مراحل اولیه شکل گیری خود قرار داشت. این اولین باری بود که بشر چنین چیزی را می‌دید، و برای دانشمندانی که در حال تحقیق در مورد شکل‌گیری منظومه شمسی هستند، این یک کشف بزرگ است. در مورد حلقه مشاهده شده در اطراف سیاره فراخورشیدی که به اندازه زحل است، باید گفت که این حلقه حدود ۵۰۰ برابر بزرگتر از حلقه‌های زحل است.

 

 

اگوست؛ کریستال‌های زمان و نقض قوانین فیزیک

آگوست ماه بزرگی برای طرفداران محاسبات کوانتومی بود، زیرا گوگل اعلام کرد موفق به ایجاد «کریستال‌های زمان» شده، یک پدیده کوانتومی که اصل آنتروپی را که توسط قانون دوم ترمودینامیک تعیین شده است، نقض می‌کند. نتایج این دستاورد باید تایید شوند و واضح است که این کار ساده‌ای نیست، زیرا هیچ کس یک کامپیوتر کوانتومی ندارد که بتوانند از آن برای بررسی این ادعای محققان استفاده کند. با این حال، اگر رایانه کوانتومی Sycamore گوگل موفق به ایجاد کریستال‌های زمان شده است، تنها چیزی که می‌توانیم بگوییم این است که این یک رخداد بزرگ است که پیامد‌های آن هنوز حتی برای فیزیکدانانی که این کار را برای امرار معاش انجام می‌دهند، روشن نیست.

 

 

در این ماه محققان همچنین اعلام کردند منبع سیارک قاتل دایناسور‌ها را که ۶۶ میلیون سال پیش به شبه جزیره یوکاتان در خلیج مکزیک برخورد کرده است، شناسایی کرده اند. با بررسی نمونه‌هایی از دهانه Chicxulub، مشخص شد که این سیارک یک کندریت کربنی است، یک کلاس باستانی از سیارک که از تاریک‌ترین و بیرونی‌ترین لبه‌های کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری سرچشمه می‌گیرد. گمان می‌رود که تأثیر گرانشی مشتری، سنگ فضایی را به درون منظومه شمسی سوق داده است، و مدل‌های شبیه سازی نشان می‌دهد که این اتفاق بیشتر از آنچه در ابتدا گمان می‌کردیم، رخ می‌دهد.

در سمت دیگر، محققان یک کوتوله سفید مملو از فلز را مشاهده کردند که در برابر چرخش کهکشان راه شیری با سرعتی نزدیک به ۲ میلیون مایل در ساعت (حدود ۳.۲ میلیون کیلومتر در ساعت)، حرکت می‌کند. ستاره شناسان گمان می‌کنند که کوتوله سفید همراه ستاره‌ای بود که تبدیل به ابرنواختر شد و انفجار صورت گرفته در این فرآیند آنقدر شدید بود که بقایای کوتوله سفید، سرعت کافی برای فرار از کهکشان راه شیری و پرواز به فضای بین کهکشانی را بدست آورد.

 

سپتامبر؛ وزغ‌های همنوع خوار

وزغ‌های نیشکر که حتی حیات‌وحش خشن معروف استرالیا هم برای آن‌ها مسئله‌ای نیست، به معنای واقعی کلمه چیزی جز خودشان برای ترس ندارند. وزغ مهاجم نیشکر، که برای اولین بار در دهه ۱۹۳۰ از آمریکای جنوبی به عنوان یک اقدام کنترل آفات وارد استرالیا شد، طبق یک مطالعه اخیر از کنترل خارج شده و اکنون ۲۰۰ میلیون وزغ نیشکر در استرالیا، همنوع خواری را به بخش مهمی از رشد خود تبدیل کرده اند. این به نوبه خود باعث شده است که بچه وزغ عصایی سریع‌تر رشد کنند تا بتوانند از خود در برابر همتایان مسن‌تر خود دفاع کنند. نویسنده این مطالعه گفت: «این وزغ‌ها به جایی رسیده اند که بدترین دشمن خودشان، خودشان هستند.»

 

 

مورد دیگری که در این ماه باعث نگرانی شد، محاسبه امکان بالقوه خطر طوفان‌های خورشیدی برای زمین بود. به طور معمول ما می‌دانیم که یک فوران خورشیدی به طور مستقیم به ما آسیبی نمی‌رساند. میدان مغناطیسی زمین از ما در برابر هرگونه خطر ناشی از پرواز ذرات باردار از خورشید در طول یک رویداد فوران خورشیدی محافظت می‌کند، اما آیا ساخته‌های دیگر بشر نیز چنین است. سیستم برق آسیب پذیر‌ترین بخش در چنین سناریویی خواهد بود و چنانچه کابل‌های اینترنت در این رویداد آسیب ببینند، برخی از آن‌ها همچون کابل‌های دریایی، ماه‌ها زمان خواهد برد تا بازسازی شوند. در این وضعیت، آمریکای شمالی از اینترنت جهانی جدا خواهد شد و روزانه ۷ میلیارد دلار زیان تحمیل خواهد شد.

 

اکتبر؛ ثبت رکورد سردترین دما

محققان با استفاده از حالت خاصی از ماده به نام میعانات بوز-اینشتین، ساخته شده از ۱۰۰۰۰۰ اتم روبیدیم که با میدان‌های مغناطیسی در جای خود نگه داشته شده و تا حدود ۲ میلیاردم درجه سانتیگراد سرد شده است، میعانات را از یک برج سقوط آزاد ۱۲۰ فوتی رها کردند. این امر دمای اتم‌ها را به مدت تقریباً دو ثانیه به تنها ۳۸ پیکوکلوین یا حدود ۳۸ تریلیون درجه کلوین بالای صفر مطلق کاهش داد. این سردترین دمایی است که انسان توانسته بدان دست یابد.

 

 

صحبت از سرما شد، یک مطالعه جامع از فسیل‌های ماموت‌های پشمی و سایر نمونه‌های محیطی جمع‌آوری‌شده طی ۲۰ سال ادعا می‌کند که این ماموت‌ها تا انقراض شکار نشده‌اند، بلکه به دلیل تغییرات آب و هوایی مرده‌اند. با خروج از آخرین عصر یخبندان، ماموت‌ها برای یافتن و خوردن گونه‌ای سخت از پوشش گیاهی که می‌توانست در آب و هوای برفی زنده بماند، سازگار شدند، اما زمانی که برف‌ها ذوب شدند، این گیاهان نیز در محیط‌های باتلاقی قرار گرفتند که ماموت‌ها بدان دسترسی نداشتند یا حداقل قادر به خوردن مواد پرمغذی گیاه نبوند.

 

نوامبر؛ مکان یاب گربه‌ای

در ماه نوامبر گزارشی منتشر شد که نشان می‌داد که ما هرگز قادر نیستیم که خود را از گربه‌های خانگی مان پنهان نگه داریم. این مطالعه نشان می‌داد گربه‌ها به لطف فرآیند خاصی که می‌تواند صدا را به مکان مرتبط کند، مانند سنجاق کردن نشانه‌های صوتی روی نقشه ذهنی دو بعدی، می‌دانند که شما همیشه کجا هستید. به عبارت دیگر، حتی وقتی آن‌ها به شما نگاه نمی‌کنند، ظاهراً همچنان شما را رصد می‌کنند.

 

 

دسامبر؛ فضای دوردست، دورتر از قبل

در این ماه کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا از اتمسفر بالای خورشید موسوم به تاج خورشیدی عبور کرده و از ذرات و میدان‌های مغناطیسی آنجا نمونه برداری کرد. بدین ترتیب پارکر، رسما اولین فضاپیمایی است که از جو بیرونی خورشید عبور کرده است. این خبر در ماه دسامبر با هیاهو و شگفتی‌های قابل درک زیادی روبرو شد، اما این دستاورد همچنین به ما در درک بهتر باد‌های خورشیدی و سایر آب و هوای فضایی تولید شده توسط خورشید کمک می‌کند.

 

 

سرانجام در همین ماه تلسکوپ فضایی جیمز وب که ۱۰ میلیارد دلار برای ساخت آن هزینه شده سوار بر موشک آریان اروپا از گویان فرانسه راهی فضا شد. این تلسکوپ که طراحی و ساخت آن نزدیک به ۳۰ سال طول کشیده یکی از بزرگترین دستاورد‌های علمی قرن ۲۱ است. هدف تلسکوپ جیمز وب این است که از اولین ستارگان و کهکشان‌هایی که در جهان درخشیدند، تصویربرداری کند. این تلسکوپ در عین حال قدرت آن را دارد که اتمسفر سیاره‌های دور را به دنبال نشانه‌های گازی بررسی کند تا احتمال وجود حیات در آن‌ها مشخص شود.

 

منبع: فرارو