09-27-2012, 01:07 AM
قرن بیستم با ظهور نظریه*هایی هم چون نسبیت عام مکانیک کوانتومی آغاز شد نظریاتی که آمدند تا نقص های دیدگاه نیوتنی را برطرف کنند، اما نتوانستند آن را از میدان به در کنند. با پایان جنگ*های جهانی و پیشرفت در ابزارهای رصد، دیدگاه منجمان به عالم بسیار ژرف*تر شده بود.
حالا ستاره*شناسان می*دانستند بعضی از سحابی*ها در واقع کهکشان*هایی بزرگ هستند شامل بر هزاران میلیون ستاره که تحت تاثیر گرانش نیوتنی همان ستاره*ها پایدارند.
به مدد طیف*نگارهای دقیق می*شد سرعت شعاعی ستاره*ها را در کهکشان*های همسایه محاسبه کردو با بررسی این حرکت پی به وجود جرمی برد که نیروی گرانش آن باعث این حرکت شده است.
بررسی حرکت ستاره*ها در درون خوشه*های کروی و کهکشان*ها شاخه*ای از نجوم است که به آن دینامیک ستاره*ای می*گویند.در اغلب منظومه*های ستاره*ای هم چون خوشه*های کروی یا کهکشان*ها بر خلاف منظومه*ی شمسی جرمی مرکزی چون خورشید نداریم.
هر ستاره بخشی از نیروی گرانش کهکشان را تامین می*کند و خودش هم در اثر برآیند نیروهای بقیه*ی ستاره*ها در حرکت است. برآیند نیروهای گرانش در یک کهکشان حاصل ترکیب گرانش چند صد میلیارد ستاره است. ستاره*هایی که خودشان در حال حرکت هستند و از این رو برآیند نیروهایشان مدام در تغییراست. با این حساب ستاره*های یک کهکشان باید حرکتی پیچیده داشته باشند. حتی به نظر نمی*رسد ستاره*ها برای مدت زیادی در درون کهکشان بمانند بلکه باید حرکات نا منظم آنها به سرعت شکل کهکشان را به هم بریزد و آن را متلاشی کند.
یکی از راههای بررسی حرکت ستاره*ها در مجموعه*های چند میلیاردی همچون کهکشان، شبیه سازی است. شبیه*سازی به کمک رایانه*های سریع انجام می*شود. به این ترتیب که ستاره*شناسان به جای این که مجبور باشند برای مشاهده*ی حرکت ستاره*ها در یک کهکشان هزاران تا میلیون*ها سال صبر کنند، با برنامه*نویسی رایانه*ای، مشابه یک کهکشان را در حافظه*ی رایانه می*سازند و آن را متحول می*کنند. هر ستاره در رایانه جرم و سرعت و مکانی مخصوص به خود دارد واثر گرانش آن در همه جای کهکشان مشخص است. به این ترتیب برنامه می*تواند برآیند نیروهای همه*ی ستاره*ها را روی هر کدام از آنها در هر لحظه از زمان حساب کند و به کمک قوانین نیوتن جهت و مقدار حرکت آن ستاره را با داشتن برآیند نیروها حساب کند و موقعیت و سرعت جدید آن ستاره را در لحظات بعد تعیین کند. به این ترتیب رایانه حساب می*کند که با گذشت زمان جایگاه ستاره*ها یا به عبارت دیگر شکل ظاهری کهکشان چگونه تغییر می*کند.
اگر شکل کهکشان به یک حالت تعادلی میل کند می*گوییم کهکشان پایدار است و اکر شکل کهکشان به هم بریزد کهکشان ناپایدار خواهد بود.
مهمترین مسئله در شبیه*سازی تعداد ستاره*ها است. هر چه تعداد ستاره*ها بیشتر باشد، میزان محاسبات بیشتر می*شود و به رایانه*ای سریع*تر نیاز است. معمولا در یک شبیه*سازی ساده تعداد محاسبات با توان دوم تعداد ستاره*های کهکشان متناسب است.
کهکشان مارپیچی به طور میانگین حدود 100 میلیارد ستاره دارد. یعنی تعداد محاسبات برای هر لحظه از زمان باید در حدود(10 به توان 22) باشد چنین محاسباتی از توان رایانه*ها ی پیشرفته*ی امروزی هم خارج است.
در اوایل دهه ی 60 میلادی با اختراع رایانه*های ترانزیستوری امکان شبیه*سازی برای مجموعه*های ستاره*ای با صد هزار ستاره فراهم شده بود.
هدف ستاره*شناسان در آن زمان این بود که بفهمند آیا می*توانند به کمک نیروی گرانش، مجموعه*های ستاره*ای بسازند که شبیه کهکشان*های مار پیچی باشد. یعنی قرص و بازوهای مارپیچی داشته باشد و مهم تر از همه پایدار باشد (علی رغم حرکت ستاره*هایش شکل بازوهای خود را برای میلیاردها سال حفظ کند). جواب منفی بود!
حالا ستاره*شناسان می*دانستند بعضی از سحابی*ها در واقع کهکشان*هایی بزرگ هستند شامل بر هزاران میلیون ستاره که تحت تاثیر گرانش نیوتنی همان ستاره*ها پایدارند.
به مدد طیف*نگارهای دقیق می*شد سرعت شعاعی ستاره*ها را در کهکشان*های همسایه محاسبه کردو با بررسی این حرکت پی به وجود جرمی برد که نیروی گرانش آن باعث این حرکت شده است.
بررسی حرکت ستاره*ها در درون خوشه*های کروی و کهکشان*ها شاخه*ای از نجوم است که به آن دینامیک ستاره*ای می*گویند.در اغلب منظومه*های ستاره*ای هم چون خوشه*های کروی یا کهکشان*ها بر خلاف منظومه*ی شمسی جرمی مرکزی چون خورشید نداریم.
هر ستاره بخشی از نیروی گرانش کهکشان را تامین می*کند و خودش هم در اثر برآیند نیروهای بقیه*ی ستاره*ها در حرکت است. برآیند نیروهای گرانش در یک کهکشان حاصل ترکیب گرانش چند صد میلیارد ستاره است. ستاره*هایی که خودشان در حال حرکت هستند و از این رو برآیند نیروهایشان مدام در تغییراست. با این حساب ستاره*های یک کهکشان باید حرکتی پیچیده داشته باشند. حتی به نظر نمی*رسد ستاره*ها برای مدت زیادی در درون کهکشان بمانند بلکه باید حرکات نا منظم آنها به سرعت شکل کهکشان را به هم بریزد و آن را متلاشی کند.
یکی از راههای بررسی حرکت ستاره*ها در مجموعه*های چند میلیاردی همچون کهکشان، شبیه سازی است. شبیه*سازی به کمک رایانه*های سریع انجام می*شود. به این ترتیب که ستاره*شناسان به جای این که مجبور باشند برای مشاهده*ی حرکت ستاره*ها در یک کهکشان هزاران تا میلیون*ها سال صبر کنند، با برنامه*نویسی رایانه*ای، مشابه یک کهکشان را در حافظه*ی رایانه می*سازند و آن را متحول می*کنند. هر ستاره در رایانه جرم و سرعت و مکانی مخصوص به خود دارد واثر گرانش آن در همه جای کهکشان مشخص است. به این ترتیب برنامه می*تواند برآیند نیروهای همه*ی ستاره*ها را روی هر کدام از آنها در هر لحظه از زمان حساب کند و به کمک قوانین نیوتن جهت و مقدار حرکت آن ستاره را با داشتن برآیند نیروها حساب کند و موقعیت و سرعت جدید آن ستاره را در لحظات بعد تعیین کند. به این ترتیب رایانه حساب می*کند که با گذشت زمان جایگاه ستاره*ها یا به عبارت دیگر شکل ظاهری کهکشان چگونه تغییر می*کند.
اگر شکل کهکشان به یک حالت تعادلی میل کند می*گوییم کهکشان پایدار است و اکر شکل کهکشان به هم بریزد کهکشان ناپایدار خواهد بود.
مهمترین مسئله در شبیه*سازی تعداد ستاره*ها است. هر چه تعداد ستاره*ها بیشتر باشد، میزان محاسبات بیشتر می*شود و به رایانه*ای سریع*تر نیاز است. معمولا در یک شبیه*سازی ساده تعداد محاسبات با توان دوم تعداد ستاره*های کهکشان متناسب است.
کهکشان مارپیچی به طور میانگین حدود 100 میلیارد ستاره دارد. یعنی تعداد محاسبات برای هر لحظه از زمان باید در حدود(10 به توان 22) باشد چنین محاسباتی از توان رایانه*ها ی پیشرفته*ی امروزی هم خارج است.
در اوایل دهه ی 60 میلادی با اختراع رایانه*های ترانزیستوری امکان شبیه*سازی برای مجموعه*های ستاره*ای با صد هزار ستاره فراهم شده بود.
هدف ستاره*شناسان در آن زمان این بود که بفهمند آیا می*توانند به کمک نیروی گرانش، مجموعه*های ستاره*ای بسازند که شبیه کهکشان*های مار پیچی باشد. یعنی قرص و بازوهای مارپیچی داشته باشد و مهم تر از همه پایدار باشد (علی رغم حرکت ستاره*هایش شکل بازوهای خود را برای میلیاردها سال حفظ کند). جواب منفی بود!