شباهت عجیب میان سلول های انسان و ستاره های نوترونی

بیگ بنگ: اگر خودتان را با یک ستاره نوترونی مقایسه کنید، شاید به نقاط مشترک زیادی دست نیابید. ستاره های نوترونی – اجرام سماوی با میدان های مغناطیسی بسیار قوی – از هسته ستارگان فروپاشیده تشکیل یافته و چند سال نوری با زمین فاصله دارند. اما بر اساس تحقیقات جدید، ما یک وجه تشابه با این ستارگان داریم: هندسه ماده که تشکیل دهندۀ ماست.

14773475650_cb8fc5879d_hبه گزارش بیگ بنگ، محققان دریافته‌اند که پوسته (یا لایه‌های بیرونی) یک ستاره نوترونی شکلی شبیه به غشاهای سلولی ما انسان ها دارد. یافته فوق را میتوان اینطور تفسیر کرد که علی رغم تفاوت های اساسی، انسان ها و ستاره های نوترونی هر دو محدود به هندسه یکسانی هستند. یکی از محققان و اخترفیزیکدانان به نام چارلز هاروویتز از دانشگاه ایندیانا در بلومینگتون گفت: « مشاهده اشکال مشابه در چنین سیستم های کاملا متفاوتی نشان می دهد که انرژی سیستم میتواند به شکل آن هم بستگی داشته باشد.»

ما برای درک این یافته نیاز داریم تا سریعاً وارد دنیای عجیب و غریب ماده هسته‌ای شویم که محققان آن را ماکارونی هسته‌ای می نامند، زیرا بیشتر به اسپاگتی و لازانیا شباهت دارد. این ماکارونی هسته‌ای به خاطر نیروهای دافعه در پوسته متراکم ستاره نوترونی پدید می آید. آن نیروها با نیروی قوی تری رقابت کرده و کوارک ها را کنار هم نگه می دارند. به عبارت دیگر، دو نیروی قدرتمند بر علیه یکدیگر کار می کنند و ماده ی متشکل از ذرات گوناگون را برای ایجاد ساختاری داربست مانند تحت فشار قرار می دهند. در زیر تصویر را مشاهده کنید:

nuclearpastaگرگ هوبر به عنوان یکی از اعضای تیم و فیزیکدان زیستی از دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا طی توضیحاتی گفت: « وقتی مجموعه چگالی از پروتون و نوترون دارید، نیروی هسته ای قوی، نیروی الکترومغناطیسی با هم دست به یکی کرده و فازی از ماده ارائه می کنند که پیش بینی اش برایتان دشوار است. یعنی اگر شما به آن نیروهای فعال در مجموعه های کوچکی از نوترون ها و پروتون ها نگاه می کردید، هرگز نمی توانستید آنها را پیش بینی کنید.»

اکنون یافته ی جدید گویای آن است که این ساختارهای ماکارونی شکل، شباهت زیادی با ساختارهای درون سلول های زیستی دارند، گرچه تفاوت های بسیار وسیعی با هم دارند. این شباهت عجیب نخستین بار در سال ۲۰۱۴ میلادی مشاهده شد، یعنی زمانی که هوبر مشغول مطالعه اشکال منحصربفردی در ریزتورینه ی آندوپلاسمی (اندام کوچکی در سلول های ما که پروتئین و لیپید ایجاد می کند) بود. هوبر در ابتدا تصور کرد این ساختارها در ER چیزی هستند که فقط درون ماده نرم مشاهده می شوند. اما او نگاهی به مدل های ستاره های نوترونی هاروویتز انداخت و از این یافته شگفت زده شد که ساختارهای ER شباهت فراوانی با ساختارهای درون ستاره های نوترونی دارند.

هوبر بیان کرد: « من با هاروویتز تماس گرفتم و از او پرسیدم که آیا می دانست چنین ساختارهایی را در سلول ها دیده بوده و مدلی برای آنها طراحی کرده بودیم یا خیر. این خبر جدیدی برای او بود و من دریافتم که باید برهمکنش سودمندی در کار باشد.» شما میتوانید ساختارهای ER (سمت چپ) و ستاره های نوترونی (سمت راست) را در زیر ببینید:

neutronstarsاکتشاف فوق دو دانشمند را گرد هم آورد تا تفاوت های میان ساختارها را بررسی کرده و مورد مقایسه قرار دهند، مثل شرایط لازم برای شکل گیری آنها. همانطور که میدانید ماده در حالات گاز، جامد و مایع یافت می شود. شرایط مختلف و متعددی بر حالات ماده تاثیر می گذارند. از جمله این شرایط میتوان اشاره کرد به: دمای ماده، میزان فشاری که بر ماده اعمال شده و میزان تراکم آن.

این عوامل به تندی میان ماده نرم(مواد موجود درون سلول ها) و ستاره های نوترونی(ماده هسته‌ای) دستخوش تغییر قرار می گیرند. ستاره های نوترونی بعد از انفجار های ابرنواختر به وجود می آیند و سلول ها درون موجودات زنده شکل می گیرند. با علم به این مسئله، می توان به سادگی دریافت که این دو کاملا با هم فرق دارند. هوبر همچنین افزود: نیروی هسته ای قوی و نیروی الکترومغناطیسی در ستاره های نوترونی یک مسئله مکانیک کوانتومی را به وجود می آورند. نیروهای درون سلولها که غشاها را کنار هم نگه می دارند، کاملا درونگشتی بوده و با کاستن از انرژی آزاد سیستم سر و کار دارند. در نگاه اول، شاید چنین تفاوت هایی چندان محسوس نبودند.

چنین وجه تشابهی بسیار جالب بوده و این حس پیوستگی انسان را با کیهان به طریقی عجیب و غریب در ما بوجود می آورد. تفاوت ها نیز بر اهمیت این اکتشافات دلالت می کنند زیرا بر طبق آن، دو چیز کاملا متفاوت – سلول ها و ستاره های نوترونی – احتمالا از قوانین هندسی یکسانی تبعیت می کنند. تحقیقات بسیاری برای درک آنچه که در اینجا اتفاق می افتد، مورد نیاز است. اما آن را یک نقطه آغازی تلقی کرد که ما را در فهمیدن نحوه سازماندهی ماده یاری خواهد کرد و ما برای تحقق این هدف بی صبرانه منتظریم. جزئیات بیشتر این پژوهش در Physical Review C منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

image_pdfimage_print
(10 نفر , میانگین : 4٫90 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=58722
منصور نقی لو

منصور نقی لو

نویسنده این مطلب: منصور نقی لو، کارشناسی مترجمی زبان انگلیسی علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فرگشت، اکتساب زبان اول، یادگیری زبان دوم و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۵ پاسخ‌ها

  1. M گفت:

    عالی بود
    من باید نظریه ام رو به گوششون برسونم

  2. بهنام طیبی گفت:

    خیلی حال کردم.
    خبر فوق العاده ای بود

  3. Nobody گفت:

    یک سوال داشتم که شاید به نحوی مرتبط با این بحث باشه هر چند ریشه آن بر میگردد به مناقشات فلسفی یونانیان در مورد وجود و عدم و مفهوم بود و نبود.
    اینکه بودن و درک ما از این معنا. آیا منحصر به انسان است یا حیوانات هم درکی از مفهوم “بودن” یا “من” ولو با مراتب خفیفتر و ضعیفتر دارند؟ قطع نظر از مفهوم شناسی و تعریف معنای “بودن” یا به اصطلاح “خود آگاهی” که خودش مثنوی هفتاد من است و نمیتوان تعریف جامع و مانعی از آن ارائه کرد. مفهوم “بودن” و اینکه “من هستم” را چگونه میتوان تصویر و تفسیر کرد؟. آیا صرف دانستن مشخصات شناسنامه ای و شناخت موقعیت جغرافیایی و زمانی برای تحقق هویت و شکل گیری مفهوم “من” کفایت میکند و کسی که حافظه خود را از دست داده دیگر خود آگاهی هم ندارد؟ آیا از آنجا که وجود در مقابل عدم معنا پیدا میکند ” البته در مفهوم فلسفی و در فضای نسبیت. نه کوانتومی” آیا اینکه وجودی که دورانی از بستر تاریخ و زمان حیات داشته و ادراکی از “بودن” را تجربه کرده را میتوانیم موجود تلقی کنیم. به عبارت دیگر منی که در گذشته تصوری از بودن نداشته ام و معدوم بوده ام و در آینده نیز معدوم میشوم و قطعا تصوری از بودن را مجددا تجربه نخواهم کرد را آیا اصالتا و در واقع میتوان یک “بود” واقعی تلقی کرد؟. من وجود دارم. یعنی معدوم نیستم. و وقتی در گذشته یا آینده وجود ندارم یعنی معدومم. حال معدوم بودن وصف چه کسی است. لفظ معدوم را باید به یک امری وجودی که قابل تصور است نسبت دهیم تا عدم معنا پیدا کند میبینیم که خود عدم هم نوعی استنباط و انتزاع ذهن است از وجود. و اصولا عدم برای یک وجود موجود، مفهومی است انتزاعی از وجود. همین قیاس را در مورد یک معدوم انجام دهید. معدوم چون تصوری از وجود ندارد. وجود را از عدم انتزاع میکند. همانطور که ما عدم را بدون نسبت دادنش به وجود نمیتوانیم تصور کنیم.پس معنا ندارد که لحظه ای بود باشم و لحظه ای نبود باشم. در عالم نسبیت نتیجه این خواهد شد که من و ادراک من از” بودن” صرف یک توهم بی پشتوانه و بی معناست و اصالتا من همان عدم هستم چون فرقی میان ایندو نیست. این تناقض در فضای کوانتومی و بر مبنای اصل عدم قطعیت رنگ میبازد چرا که جهان کوانتوم بر اساس تناقض استوار است و ما شاهد یک بی نظمی و بی قاعدگی از سوی ناظری هستیم که در فضای نسبیت به مسایل نگاه میکند . در عالم گوانتوم ذره در هر لحظه از عدم بوجود می آید و نابود میشود و اصولا وجود و عدم بی معناست. حال با این تفاسیر و تفاصیل آیا میتوان گفت که احساس “بودن” و درک آدمی از خود “تنها یک اختلال و بی نظمی شایع کوانتومی است” و آیا اصولا ذهن و ادراکات ما بر خلاف تصور شایع، در واقع، در عالم کوانتوم و بر اساس قواعد کوانتومی عمل میکند ولی نتیجه اش را در عالم نسبیت به ما ارائه میدهد و از این جهت ما را دچار سردر گمی میکند؟ آیا برای شناخت خود و واقعیت ناگزیر از کشف قوانین کوانتوم هستیم که البته اگر چنین چیزی میسر باشد . جهان کوانتومی که اساسش بر عدم قطعیت و بی نظمیست را چگونه با نظم قانونی میتوان تحلیل و تفسیر کرد وقتی هیچ چیز بر روال خود عمل نمیکند و سرجایش نیست.

    • الناز گفت:

      به نظر من برای این سوال شما فعلاً جواب قطعی ارائه نشده و حداقل اینکه ما افراد نوعی بیخبریم!

    • بهنام طیبی گفت:

      علم هنوز تعریف دقیقی پیدا نکرده پیرامون خوداگاهی.
      عده ای از دانشمندان از محاسبه پذیر بودن مغز میگن مانند نیک باستروم-مکس تکمارک و غیره
      و عده ای میگن همه فعالیت های مغز محاسبه پذیر نیست مانند جان سرل و راجر پنروز و غیره
      عده ای مانند ادوارد ویتن میگن خوداگاهی هیچ وقت شناخته نمیشه و همیشه درقالب اسرار خواهد ماند
      عده ای هم میگن خوداگاهی مستقل از مغز مانند رابرت لانزا که نظریه زیست محوری بیان کرد.
      خوداگاهی فعلا جواب قطعی پیدا نشده براش و شاید در تمدن های اینده بفهمیمم ماهیت خوداگاهی
      ساخت هوش مصنوعی هم خیلی کمک خواهد کرد درسال ۲۰۵۰

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *