جهان واقع

یکی از جهان هائی که درک آن از پیچیده ترین و در عین حال جالبترین تصورات بشری را رقم میزند، جهان واقعیت یا جهان بیرون است. درمقایسه با موجود زنده که میشاید آنرا وجودی بسته و محدود شمرد، جهان بیرونی، جهان خارج ویا جهان واقعیت است. جهانی که در مقایسه با طبیعت سازگار ونسبی موجود زنده آنچنان وحشی ومطلق است که نمونه ها اصیل آنرا در سیارات تفـدیده و سوزان و یا سرد و منجمد، حرارت و فشار بینهایت درون خورشید ها و خلاء بینهایت سال نوری میان ستارگان و سحابی ها و یا چگال بی نهایت سیاه چاله ها و … دیگر اقالیم و عناصر بی نهایتی میتوان جستجو کرد، و خیال وفهم آن تنها از طریق منطق و اندیشه میسر است، جهانی که نمود آن فقط و فقط مادیت میباشد ولا غیر.

فهم این دنیا بدان سبب دشوار است که وجود ما عجین با حقیقت است ،حقیقتی که از طریق تماس و لمس واقعیت و فهم آن در مغز پدیدار میگردد.

تماس و لمس واقعیت، از دو طریق منطقی و مستقیم انجام میشود، که حالت مستقیم آنرا حداقل با پنج راه عمده در انسان میشناسیم، و شامل بینائی که از لمس نور توسط پرده شبکیه چشم انجام میگردد، بویائی و چشائی که از طریق لمس شیمیائی ماده پدید میگردد واز این نظر شباهت اساسی بین این دو میباشد، چنانکه در میان شنوائی و لامسه نیز این شباهت، بخاطر لمس فیزیکی ماده وجود دارد.

دستـگاههایی که آنانرا اندام و یا عضو مینامیم عمل محسوس کردن جهان واقعیت را بر عهده دارند. این بدان معناست که این اندام با تماس با جهان واقعیت و نمونه برداری از آن و تغییروتبدیل این نمونه ها به داده های خام و سپس انتقال این داده ها از راه عضوی بنام عصب به اندامی دیگر که آنرا با نام مغزمیشناسم ونهایتاً با ترجمه آن داده ها به اطلاعاتی که آنرا ادراک میگوئیم، وسیله شناخت ما را از جهان واقعی فراهم میسازند.

بدین ترتیب لمس واقعیات از طریق دستگاهها و اندام کامل ومشخص بدن انسان را حس وجمع آنرا حواس میگویند.

که آنان را با نام حواس پنجگانه می شناسیم. ضروریست مشخص گردد که این احساس در مغز ترجمه و فهمیده میگردد، اما آنچنان معلوم میگردد که گوئی دقیقاً در همان نقطه تماس وبرخورد وجود دارند، و این خود نیز یکی از دلایل پیچیدگی درک واقعیت میباشد.

دیگر آنکه درک واقعیت دارای کیفیت جاری میباشد، یعنی داده های برآمده از اندام حسی بی وقفه ومستمر بسوی مغز روان است و مغز ما هرلحظه آنها را ترجمه و معنی میکند وبرای ما میخواند. و از این جهت شباهت فراوانی با پخش مستقیم یک برنامه تلویزیونی و یا رادیویی وجود دارد، که دقیقاً بدلیل شباهت اینگونه برنامه ها به برنامه های دستگاههای وجود زنده بدان در اصطلاح پخش زنده نیز گفته میشود.

یک ســوا ل : آیا ممکن است که تماس خود را با جهان واقعیت قطع کنیم ؟

پاسخ آنست که :

· اگر منظور، قطع مطلق تماس مادی با واقعیت باشد، این به معنی مجاورت با نیستی است، اما باید گفت که نیستی در جهان واقعیت برابر و هم ارز خلاء مطلق است، و خلاء مطلق نیز تنها از راه تماس منطقی قابل درک است و لمس آن توسط موجود زنده اصولاً بی معناست، بنابراین وجود چنین امکانی منتفی ومردود است.

· اما چنانچه منظور، قطع نسبی تماس مادی با واقعیت باشد، تجربه نشان داده است که تماس موجود زنده با خلاء نسبی موجب مرگ نسوج در قسمت مماس میگردد. به همین دلیل فضانوردان درفضا ( خلاء نسبی ) اجبار به پوشیدن لباس فضانوردی داشته و بعنوان مثال نمیتوانند با لباس آستین کوتاه مشغول به کار باشند !!!

· امّا چنانچه مقصود، قطع تماس به صورت قطع جریان داده های خام باشد، این اتفاقیست که گاهاً و به دلایل متفاوت رخ میدهد و حاصل آن را میتوان مانند نابینائی، ناشنوائی و غیره دانست.

· امّا این انقطاع میتواند در محل ترجمان داده های خام به ادراک رخ دهد، درین صورت حالاتی مانند مرگ، غش و یا بیهوشی پدید می آید.

مطالبی که در بالا گفته شد، در واقع مقدمه و شرحی بود بر نحوه ادراک بشری از واقعیت در جهان متعارف،اما صورت کلی و تعریف جامع جهان واقع چیست ؟ تعریفی که شمولیت آن نه تنها بر جهان متعارف، بلکه جهان های بی نهایت را نیز در بر گیرد. در پاسخ میتوان چنین گفت :

جهان واقع، جهانی است که وقوع دارد، بدون وجود حقیقت .

در این جهان چیزی آفریده و نابود نمی گردد، و صورت قدر مطلق جهان هستی است.

هیچ چیز در این جهان وجود حقیقی ندارد زیرا در این جهان حقیقت وجود ندارد (واقعیتِ بدونِ حقیقت )، امّا حقیقت بدونِ واقعیت نمی تواند به وجود آید، اما ممکن است : نیستی!، که صورتِ مطلق آن تنهااستثناء وجودِ هستی بی واقعیت میباشد.

زمان، جهت، فاصله، ابتدا و انتها، عدد، و ... هرچه که حقیقی است، در این جهان بی معنی است.

تنها و تنها ، مادیت هر وجود مادی را واقعیت میگویند، صرف نظر از معنی و ماهییت و نام آن.

در واقع، در ابتدا فقط میتوان این مادیت را درک و تجسم کرد و بعد از درک جسمانی آن میتوان بر آن نام نهاد.

به دیگر سخن جهان هستی را سوای از شخصیت حقوقیاش جهان واقعیت می نامیم.

این جهان بستر هستی میباشد، وجهان حقیقیریشه در این جهان دارد.

بدیهی است، دیوان شعری نانوشته دیگر تنها دفتریست خالی! ولی با نگاشتن غزل و مثنوی و چارپاره تبدیل به دیوان اشعار حافظ ها، مولانا ها، و خیام ها میگردد.

سخت افزار در رایانه را میتوان همگون و مانندی از جهان واقعیت در عالم هستی دانست، آنچنانکه برنامه هاو دستگاه های نرم افزاری( به مثابه وجود حقیقی) با قرار گیری در فضای سخت افزاری حقیقت مییابند و از جمع این دو با هم رایانه شکل می گیرد.

باید توجه نمود که داشتن سخت افزار بدون( فاقد) نرم افزار ممکن است ،اما بدون سخت افزار داشتن نرم افزار بی معنی است.

واما ریشه حقیقت در واقعیت در مثال بالا، اثر آهن ربائی(مغناطیس) و ماده تشکیل دهنده آن است که بر روی لوح فشرده رایانه ای(CD) قرار دارد و توسط رایانه بر روی آن نوشته میگردد.

نکته دیگر آنکه اگر رایانه را خاموش کنیم، کسری از ثانیه و یا گذشت میلیاردها سال زمان برای روشن کردن دوباره آن هیچ تفاوتی را ایجاد نخواهد کرد.

ای دوست بیا تا غم فردا نخوریم وین یکدم عمر را غنیمت شمریم

فردا که ازین دیر کهن در گذریم با هفت هزار سالگان سر بسریم

خیام در چارپاره بالا این واقعیت را در قالب برابری و هم سنی با هفت هزار سال گان به استعاره بیان می نماید.



حقیقت، منطق و آفرینش

فهم، اندیشه، تفکر، تخیل، تعقل، تصور، معرفت، وهم، خرد، پندار، رای و بالاخره هر آنچه که در مغز پدید آید را حقیقت نامند.

تا نیابم آنچه در مغز من است یک زمانی سر نخارم روز و شب

تا که عشـقت مطربی آغاز کرد گـاه چنگم گاه تارم روز و شب

آنچه از جهان واقع به مغزمیرسد و در آنجا درک میگردد و مفهوم می یابد حقیقت است، به بیان دیگر ترجمان واقعیت را حقیقت گویند.

این ترجمه در دستگاه مغز و با زبان منطق محقق میگردد.

منطق ، قرارداد، قانون، دستور، فرمول و برنامه ایست که واقعیت را به حقیقت مبدل میسازد. پس میتوان گفت، واقعیت و منطق یعنی حقیقت یا:

حقیقت = منطق + واقعیت

پر واضح است که با تغییر هر کدام از طرفین معادله فوق طرف دیگر نیز تغییر خواهد نمود، بطور مثال با دگرگونی منطق، حقیقت نیز متفاوت خواهد بود، امّا مقدار قدر مطلق معادله همواره ثابت است، باین معنا که چیزی بر آن اضافه و یا از آن کاسته نمی گردد، و مفهوم آن اینست که آفرینش و یا نابودی در کار نیست و تنها تغییر ممکن است، آقای آلبرت انیشتین نیز آنرا در فیزیک با این فرمول معروف اظهارنموده است:

E = mc 2

یک ســـوال : آیا آفرینش ممکن است؟

پاسخ آنست که در جهان واقعیت آفرینش بی معناست ( نظریه نسبیت)، ولی در دنیای حقیقی آفرینش ممکن است، بدین معنا که:

مغز که زاینده جهان حقیقی است، دارای قسمتی بنام حافظه میباشد که اندوختن اطلاعات وارده از جهان واقع را ممکن میسازد، این اندوخته ها میتواند به شکل های گوناگونی مانند اندوخته تصویری، اندوخته صوتی، اندوخته بویشی، اندوخته ... در حافظه ذخیره گردد، و مغز با بهره گیری و تغییر این اندوخته ها میتواند جهانی را بسازد که جهان مجازی نام دارد.

جهان مجازی جهانی است حقیقی که وجود( خارجی) ندارد ، یعنی در جهان واقعی، وجود ندارد.

عمل آفرینش مجازی را تخیل می نامند که میتواند خودآگاه یا ناخودآگاه باشد، قصه، خرافه، افسانه و...

مثال خودآگاه و خواب گونه ای ناخودآگاه از این آفرینش است.

فضا

هر وجود حقیقی در بستر و یا محیطی موجود میگردد که آنرا فضا مینامیم ، به بیان دیگر فضا بستر و محیط آفرینش جهان حقیقی است.

فضا اولین قرارداد ، پیش فرض و شالوده جهان حقیقی میباشد، و در این راه هر چه که " در جهان حقیقی " پدیدار و یا ساخته میگردد را شامل میشود.

باید گفت که ماهییت فضا خود نیز حقیقی است ( در ذهن ساخته میگردد ) .

درفضا عناصر اساسی حقیقی، مانند ماهییت ویا محدوده تعریف و مشخص میگردند.

با پدید آمدن فضا مولفه های جدیدی همچون اندازه ، فاصله ، بُعد ، نهایت ، حرکت ، زمان ، ابتدا ، و ... به وجود می آیند. که با توجه به ساختار و ماهییت هر فضا متغییر و یا متفاوت میباشند.

قراردادِ فضا ، تعیین کننده محدوده جهان حقیقی است ، این محدوده هر چه که باشد مبنا فرض میگردد.

نکته بسیار مهم اینست که جهان واقعی استعداد داشتن مولفه های حقیقی را ندارد از این رو فضا سوای ریشه واقعی آن ( بخش فیزیکی یا مادی آن مانند مقدار انرژی که برای به وجود آوردن آن بکار میبریم )، کاملاً حقیقی میباشد.

با توجه به آنچه گفته شد ، بطور کلی میتوان ویژگی های زیر را برای فضا بر شمرد.

· فضا واقعی نیست

· فضا حقیقیست

· فضا قرارداد است

· فضا فرض است

· فضا مبناست

· فضا محدود است



هستی، قرارداد فضا

آنچنانکه پیشتر در مطلب "هستی" رفت قبول وجود هستی قراردادیست، و این قرارداد را فضا مینامیم، بطور کلی در فضا عناصر وجود و آفرینش تعریف میگردند.

بطور مثال اچ تی ام ال ( HTML ) که قراردادیست برای به وجود آمدن فضایی بنام وب جهانی ( اینترنت )، این مثال گونه ایست ازفضا سازی تعقلی.

اما فضاها دیگری نیزدرحوزه های دیگر اندیشه موجود میشوند بطور مثال فضاهای افسانه ای و یا دینی که خود بیشتر در فضای تخیل ممکن میگردند.



انسان، موجود محاسب

انسان زیر گروه حیوانی بشریت است که در دسته موجودات زنده قرار میگیرد.

ویژگی اساسی که این دستگاه زنده را از دیگر حیوانات مشخص مینمایند، قدرتی است که آنرا محاسبه مینامند، به دیگر بیان انسان حیوانی است محاسب.

پس از آنکه داده های خام، به توسط اعضای حسی از جهان واقعیت به مغز رسید برنامه های پنجگانه ( بینائی، شنوائی، چشائی، بویائی و لامسه ) این داده ها را با توجه به برنامه ریزی ماهوی خود تبدیل قالب به جلوه هائی مینمایند که درک مستقیم وظاهری انسان از جهان واقع میباشد، این جلوه ها که همان اعمال دیدن، شنیدن، چشیدن، بوئیدن و لمس کردن میباشند در میان انسان و حیوان و حتی حشرات نیز مشترک بوده و شکل ظاهری جهان واقعیت را بطور مستقیم بر آنان ترسیم میسازد. این احساسات گاهاً در دیگر موجودات زنده بسیار قوی تر و متکامل تر از همان احساسات در انسان میباشد همانطور که شنوائی در خفاش، بینائی در عقاب، بویائی در سگ و یا لامسه در مار، اما آنچه گونه انسان را بطور اخص از دیگرموجودات زنده جدا میسازد برنامه ای بنام حساب است. این برنامه تمامی اطلاعات وارده از جهان واقع به مغز را به قالب دیگری برده که آنرا اطلاعات حسابی مینامیم. در حقیقت اطلاعات در مغز انسان علاوه بر آنکه بصورت مستقیم حس میگردد، بطور مثال دیده یا شنیده میشود علاوه بر آن محاسبه گشته، ریاضیات و قوانین حاکم برآن معلوم و مکشوف میشوند.

بطور عادی ما انسانها برای رفتار خود محتاج به دلیل هستیم، در صورتی که داده های جدید و تازه ای از جهان واقع در یافت نمائیم، ماهیت دستگاه محاسب بطور خودکار آغاز به پردازش اطلاعات مینماید تا با تجزیه و کنکاش در آن قائده، فرمول و اساس بنیادین ساختارهای رسیده را در یابد، پس از هر مرحله از پردازش ماحصل و اطلاعات جدید در حافظه ذخیره شده و این توانائی فراهم میگردد که این نتایج همزمان با دیگر موجودات اطلاعاتی قبلی ساختار بر نامه محاسب را تکمیل و بهینه سازند و مورد استفاده مجدد قرار گیرند، جستجو در اطلاعات و داشته های مغزی را تفکر مینامند. تفکر نمونه ای از برنامه های عقلی و زیر مجموعه برنامه محاسب میباشد.

مزیت دستگاه محاسب در انسان او را به برنامه ریزی، استفاده از ابزار و در اختیار گرفتن برنامه هائی که در دستگاه وجودی او به صورت کلیدی و خودکار( مانند غرایض) وجود دارد قادر میسازد.

علیرغم آنکه ویژگی محاسبه را در دیگر حیوانات نیز کمابیش میتوان مشاهده نمود اما بزرگی حجم مغز در انسان سبب پیدایش ساختار خاصی از دستگاه حافظه، با توان ذخیره سازی بالا میگردد.

حجم مغزی و حافظه رشد یافته و همچنین قدرت پردازش سریع اطلاعات عوامل اصلی ساختاری دستگاه مغزانسانند.

گذشتن فضای ذخیره سازی و سرعت پردازش اطلاعات از حد مشخصی در دستگاه مغز پیدایش برنامه استثنائی محاسبه را موجب میگردد. این برنامه موجد و سر چشمه پر قدرت ترین برنامه ها چون تعقل، تفکر، تخیل، تکلم و ... میباشد.

این برنامه ها منجر به انجام عملیات و سلسله واکنشهائی در دستگاه موجود زنده میگردند که آنانرا رفتار مینامیم. مجموعه این رفتارها را شخصیت گویند.

نهایتاً انکه محاسبه بر نامه ایست که هر گاه موجودی بدان دست یابد او را بشر مینامند.

اطلاعات اولیه

روش مقایسه از مشخصات اختر شناسی جدید است.برای مطالعه قوانین حاکم بر تکامل و ساختمان یک جسم فضایی ، پیدا کردن یک یا چند جسم مشابه آن در فضا و یافتن وجه اشتراک و تفاوت آنها مفید می‌باشد. با تعیین عللی که منجر به تشابه یا اختلاف می‌شوند، پرداختن به کار اصلی آسان‌تر است. تشابهات ، جنبه‌های مشترکی را که بر تکامل اجسام مورد علاقه تاثیر می‌گذارد نشان می‌دهد و عدم تشابه مشخص کننده عواملی می‌باشد که مسیر‌های مختلف تکامل آنها را تعیین می‌نماید.

حتی انتزاعی‌ترین تحقیقات علمی باید طبیعتا به کاربرد علمی دانش جدید منتهی شود. این جهت‌یابی کارهای علمی ، از ماهیت اجتماعی علم به عنوان نوعی از فعالیت‌های انسان سرچشمه می‌گیرد. اختر شناسی نیز از این مسئله مستثنی نیست. اخترشناسان در ضمن بررسی رویدادهایی که در فضا به وقوع می‌پیوندند. به ویژه هنگام مطالعه سیارات منظومه شمسی ابتدا درباره زمین فکر می‌کنند. زیرا این مسئله به آنها کمک می‌کند که درباره خانه خود در جهان بیشتر بدانند. از این نظر در مطالعه فعالیت آتشفشان ما بسیار باارزش است.

آتشفشان در زمین

مراحل آتشفشانی از تظاهرات جالب فعالیت درونی سیاره ما است که اثرات زیادی بر روی بسیاری از فرآیند ژئوفیزیکی دارد. می‌توان به کمک این واقعیت که حدود 540 آتشفشان فعال در دنیا وجود دارد. یعنی آتشفشان‌هایی که حداقل یک بار در طی تاریخ ثبت شده دستخوش انفجار شده‌اند. درباره میزان آتشفشان زمین تصوری پیدا نمود. از این تعداد 360 آتشفشان در «حلقه آتش» رشته کوههای آتشفشانی که اقیانوس آرام را احاطه کرده‌اند، واقع شده‌اند و 68 آتشفشان در کامچاتکاپنینولا و جزایر کوریل قرار گرفته‌اند. در سالهای اخیر مشخص شده که تعداد بسیار زیادتری از آتشفشان در کف اقیانوس وجود دارند. و فقط در ناحیه مرکزی اقیانوس آرام ، حداقل 200000 آتشفشان یافت می‌شود.

انرژی انفجار آتشفشان

مقدار انرژی که در ضمن یک انفجار عادی آزاد می‌شود. با انرژی 400000 تن از سوخت معادل آن قابل قیاس است. انرژی که در یک انفجار عظیم ایجاد می گردد تقریبا معادل انرژی است که از سوختن 5000000 تن ذغال سنگ حاصل می‌شود.

پیدایش آتشفشان در سطح ماه

ذرات جامد زیادی که در ضمن انفجار به فضا رانده می‌شوند و پراکنده شدن پرتوهای خورشیدی ، اثر قابل توجهی بر مقدار گرمایی که به زمین می‌رسد دارند. برخی از اطلاعات موجود نشان می‌دهند که در تاریخ سیاره ما پیش از دوره یخبندان طولانی فعالیت شدید آتشفشانی صورت گرفته است. اطلاعات کنونی علمی نشان می‌دهند که فعالیت آتشفشانی همچنین در اجسام سیاره‌ای دیگری که از نظر ماهیت و ساختمان به زمین شباهت دارند رخ می‌دهد.

آتشفشان ها و حفره‌های سطح ماه

ماه که نزدیک‌ترین همسایه زمین است. از نظر تکاملی شباهت زیادی با سیاره زمین دارد. بنابراین ، مقایسه‌ها و مطالعات ماهواره‌ای باید آشکار کننده بسیاری از مسائل باشد. بر اساس اطلاعات به دست آمده از دستگاههای اکتشاف ماه ، بیشتر دهانه‌های حلقه‌ای شکل سطح ماه در اثر تصادم پدید آمده‌اند. از سوی دیگر ، اثرات واضحی از فعالیت آتشفشانی در سطح آن کشف شده است. به عنوان مثال سنگ‌های سیاه آتشفشانی مانند گدازه‌های منجمد از مشخصات برجسته سطح ماه هستند. به علاوه دلایلی برای قبول این مسئله وجود دارد که ما سکون‌ها یا تجمع ماده که به وسیله ماهواره‌های مصنوعی ماه در زیر ماریا (دریای ماه )کشف شده‌اند. چیزی جز حفره‌های گدازه‌های منجمد نیستند. احتمالا مشخصات دیگر سطح ماه وجود ارتباط نزدیکی را با فعالیت آتشفشانی نشان می‌دهند.

اثرات آتشفشان در ماه

در سطح ماه نواحی برآمده یا مناطق دایره شکل که ارتفاع وجود دارد. و بر روی برخی از آنها علائمی مانند دهانه‌های آتشفشان‌ها (مناطق صخره‌ای تخریب شده اطراف دهانه‌ها) به وضوح دیده می‌شود. ساختمان‌های مشابهی که لاکولیت نامیده می‌شوند نیز در زمین وجود دارند. آنها برآمدگی‌های پوسته زمین هستند که در نتیجه آتشفشان پدید آمده‌اند. برخی از تپه‌های قفقاز شمالی یعنی ماشوک ، بشتاف ، و زیمیکا به این گروه تعلق دارند. دانشمندان عقیده دارند که فعالیتهای آتشفشانی شدید بیشتر در طی نخستین ، یک و نیم میلیون سال تاریخ پیدایش ماه بوجود آمده‌اند. این نظریه به وسیله سنجش عمر صخره‌های ماه که دارای مواد آتشفشان می‌باشد تایید گردید عمر صخره‌ها حداقل سه بیلیون سال است.

آتشفشان در سیاره تیر

اثرات واضحی از فعالیت آتشفشانی در عکس‌های تهیه شده از تیر نزدیک‌ترین سیاره به خورشید دیده می‌شود. سطح این سیاره به وسیله تعداد زیادی حفره ، سوراخ شده است. با آنکه حفره‌ها در اثر تصادم پدید آمده‌اند. اثرات جاری شدن گدازه‌ها در ته برخی از آنها قابل تشخیص است.

آتشفشان در سیاره زهره

برخی از اطلاعات حاکی از آن است که فعالیت‌های آتشفشانی هم اکنون نیز در سیاره زهره ادامه دارند. همانطور که می‌دانید درجه حرارت سطح زهره حدود 500 درجه سلسیوس است که در نتیجه اثر گلخانه‌ای معین تجمع گرمای خورشید در ناحیه پایین جو زهره به علت وجود لایه ابری در اطراف سیاره می‌باشد. کاملا امکان دارد که آتشفشان‌ها و به ویژه جریان گدازه‌های داغ عامل کمک کننده دیگری باشد. ممکن است ذرات جامد فراوانی که بر اساس برخی از اطلاعات در جو زهره یافت می‌شوند. دارای منشا آتشفشان باشند. به علاوه باید گفت که 17 درصد جو از دی اکسید کربن ، گازی که در ضمن فوران آتشفشان آزاد می‌گردد تشکیل یافته است.

تاریخچه

در سال 1802 پتروف (V.P.Petrof) کشف کرد که اگر دو تکه زغال چوب را به قطب های باتری بزرگی وصل کنیم و آنها را به هم تماس دهیم و سپس کمی از هم جدا کنیم شعله روشنی بین دو تکه زغال دیده می شود. و انتهای آنها که از شدت گرما سفید شده است نور خیره کننده ای گسیل می دارد. قوس الکتریکی هفت سال بعد دیوی (H.Davy) فیزیکدان انگلیسی این پدیده را مشاهده نمود و پیشنهاد کرد که این پدیده به احترام ولتا قوس ولتا نامیده شود.

آزمایش ساده

اگر بخواهیم در یک روش ساده ای ایجاد قوس الکتریکی را نشان دهیم باید دو تکه کربن را روی گیره قابل تنظیم سوار نمود (بهتر است که به جای زغال چوب معمولی میله خاصی که از کربن قوس ساخته می شود و با فشار دادن مخلوط گرافیت ، کربن سیاه و مواد چسبنده به وجود می آیند، استفاده شود).

چشمه جریان می تواند برق شهر هم باشد برای اجتناب ازاینکه در لحظه تماس تکه های کربن مدار کوتاه ایجاد شود باید رئوستایی به طور متوالی به قوس وصل شود.

معمولا برق شهر با جریان متناوب تغذیه می شود. ولی در صورتی که جریان مستقیم از آن عبور کند قوس پایدارتر است به طوری که یکی از الکترودها همیشه مثبت «آند)و دیگری همواره منفی «کاتد)است.

ماهیت قوس الکتریکی

در قوس الکتریکی الکترودها در اثر حرارت سفید رنگ می شود. ستونی از گاز ملتهب رسانای خوب الکتریکی بین الکترودها وجود دارد. در قوس معمولی این ستون نوری بسیار کمتر از نور تکه های کربن سفید شده از آزمایش‌های مربوط به گرما گسیل می کنند. چون الکترود مثبت دمایش از الکترود منفی بیشتر است زود تر از بین می رود. در نتیجه تصعید شدید کربن صورت گرفته و در آن الکترود (الکترود مثبت) فرورفتگی به وجود می آید که به دهانه مثبت معروف است و داغ ترین نقطه الکترودهاست.

دمای دهانه در هوا و در فشار جو به 4000 درجه سانتیگراد می رسد. در لامپ های قوسی سازوکارهای منظم و خود کار خاصی برای نزدیک کردن تکه های کربن با سرعت یکنواخت وقتی با سوختن از بین می روند، مورد استفاده قرار می گیرند. برای اینکه سایش و خوردگی الکترود مثبت به خاطر دمای بالایش بیشتر است،برای همین همیشه الکترود کربن مثبت کلفت تر از الکترود منفی اختیار می شود.

دماهای بالا در قوس الکتریکی

قوس الکتریکی می تواند بین الکترودهای فلزی ساخته شده از آهن ، مس و غیره نیز بگیرد. در این حالت الکترودها به میزان زیادی ذوب و تبخیر می شوند و این عمل به مقدار زیادی آزمایش‌های مربوط به گرما احتیاج دارد. به این دلیل دمای مرکز الکترود فلزی معمولا کمتر از دمای الکترود کربنی است (2000 تا 2500 درجه سانتیگراد).

قوسی که بین الکترودهای کربن در گاز فشرده ای قرار می گیرد (حدود 20atm) بالا رفتن دمای مرکز مثبت تا 5900 درجه سانتیگراد یعنی دما روی سطح خورشید را ممکن ساخته است. معلوم شده است که کربن در این حالت ذوب می شود. دمای باز هم بالاتری را می توان در ستونی از گاز و بخاری که از آن تخلیه الکتریکی می گذرد، به دست آورد.

بمباران شدید این گاز و بخار با الکترون ها و یون هایی که با میدان الکتریکی قوس شتاب گرفته اند دمای ستون گاز را 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می رساند. به این دلیل تقریبا تمام مواد شناخته شده در ستون قوس الکتریکی ذوب و تبخیر می شوند. و بسیاری از واکنش های شیمیایی که در دماهای پایین انجام شدنی نیستند، با قوس الکتریکی امکان پذیر می شوند. مثلا میله های چینی دیر گداز در شعله قوس به سهولت ذوب می شود.

چگونگی ایجاد تخلیه قوس الکتریکی

برای ایجاد تخلیه قوس الکتریکی به ولتاژ زیادی احتیاج نیست با ولتاژ 40 تا 45 ولت بین الکترود ها می توان قوس را به وجود آورد. از طرف دیگر جریان داخل قوس زیاد است. مثلا حتی در قوس کوچک جریان به 5 آمپر می رسد، در حالیکه در قوس های بزرگ که در مقیاس صنعتی به کار می روند جریان به صدها آمپر بالغ می شود. این به این معنا ست که مقاومت قوس پایین است و از این رو ستون گاز تابان رسانای الکتریکی خوبی است.

یونیزاسیون گاز با انرژی قوس الکتریکی

یونش شدید گاز با قوس الکتریکی به آن دلیل امکان پذیر است که کاتد قوس الکتریکی تعداد زیادی الکترون گسیل می داد. این الکترون ها با برخورد با گاز داخل شکاف تخلیه گازی آن را یونیزه می کنند. گسیل الکترونی شدید از کاتد از آنجا ممکن می شود که خود کاتد تا دمای بسیار بالایی گرم می شود (بسته به ماده از 2200 تا 3500). وقتی که الکترودهای قوس در ابتدا تماس داده شوند تقریباً تمام گرمای ژول که از الکترود ها می گذرد در ناحیه تماس که مقاومت بسیار دارد آزاد می شود.

به این دلیل انتهای الکترودها به شدت گرم می شوند که برای گیراندن قوس به هنگام جداکردن آنها کافی است آن وقت کاتد قوس توسط جریانی که از قوس می گذرد، در حالت التهاب می ماند. در این فرایند بمباران کاتد توسط یون هایی که به آن برخورد می کند نقش اصلی را ایفا می کند.

مشخصه جریان ولتاژ قوس الکتریکی

یعنی بستگی جریان الکتریکی در قوس الکتریکی به ولتاژ بین الکترودها ، ویژگی خاصی دارد. در فلزات و الکترولیت ها جریان متناوب با ولتاژ افزایش می یابد «قانون اهم). در صورتیکه برای رسانش القایی گازها جریان ابتدا با ولتاژ زیاد می شود، سپس اشباع شده و مستقل از ولتاژ است.

بنابر این افزایش جریان در تخلیه قوسی به اندازه مقاومت در شکاف بین الکترودها و ولتاژ بین آنها منجر می شود. برای اینکه تابانی قوس پایدار بماند رئوستا یا مقاومت الکتریکی قوی دیگری را باید به طور متوالی به آن بست.

خورشید ما کمی بیش از چهار و نیم میلیارد سال پیش تشکیل شده است. خورشید ما نیز مثل هر ستاره دیگری در جهان به شکل توده در هم پیچیده ای از ابرهای گازی که عمدتا از هیدروژن و هلیم تشکیل شده بود به وجود آمده اما خرده ریزه هایی که از انفجار سایر ستاره ها باقی مانده بودند، غبارهای بسیار ریز کیهانی که از عناصر سنگین تر همانند کربن، اکسیژن، آلومینیوم، کلسیم و آهن تشکیل شده بودند، نیز در سرتاسر این ابرها پراکنده بودند. این ذرات گرد و غبار که حتی از ذرات غباری که لبه پنجره می نشیند، کوچک تر است، به عنوان نقاط تجمع در سحابی خورشیدی عمل می کند. سایر موارد از جمله یخ، دی اکسید کربن منجمد، دور این نقاط گردهم می آیند و بدین ترتیب این ذرات کم کم بزرگ و بزرگ تر شده و به اجرامی به اندازه یک دانه شن، یک صخره و نهایتا یک تخته سنگ تبدیل می شوند. طی چند میلیون سال، تریلیون ها تریلیون قطعه یخی، سنگ ریزه و اجرام فلزی در اطراف خورشید جوان گردهم می آیند. طی ربع میلیارد سال بعد بسیاری از این اجسام در یکدیگر ادغام شده و بدین شکل سیارات بزرگ ، اقمار، سیارک ها و اجرام موجود در کمربند کوئیپر به وجود می آیند. (برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید به مقاله tightening our kuiperbelt که در شمار فوریه 2003 نشریه Natural History به چاپ رسیده است مراجعه کنید.) اجرام کوچکتری که حول خورشید در حال چرخشند، طی مدت های طولانی که از تشکیل آنها گذشته است، چندان تغییر نکرده اند.

بعضی وقت ها یکی از این قطعات سرگردان که باقیمانده های تشکیل سیارات محسوب می شوند با سطح زمین برخورد می کنند. هنگامی که قطعات با زمین برخورد کنند، شهاب سنگ نامیده می شوند. مجموعه داران شهاب سنگ ها را برحسب میزان جلب توجهشان قیمت گذاری می کنند، اما اخترشناسان این اجرام را با توجه به تاریخ شان ارزش گذاری می کنند. همانطور که سنگواره های گیاهان و جانوران، داستان حیات در زمین را ثبت می کنند، این اجرام نیز داستان منظومه شمسی را در سال های اولیه آن ثبت کرده اند. بعضی اوقات نیز این امکان وجود دارد که از آنها برای بررسی تاریخ شکل گیری منظومه شمسی استفاده کنیم. در تحقیقات جدید که توسط شوگوتاچیبانا (Shogo Tachibana) و گری هاس (gary Houss) در دانشگاه ایالتی آریزونا انجام شده است نیز دقیقا همین کار صورت گرفته است؛ یعنی آنها با بررسی آهن رادیواکتیو - یا به عبارت بهتر - تحقیق روی دوتا از قدیمی ترین شهاب سنگ های شناخته شده، توانستند گام دیگری به شناخت حوادثی که به تولد خورشید منجر شد، بردارند. آهن موجود در زمین رادیواکتیو نیست، یا حداقل در حال حاضر رادیواکتیو نیست. بیش از 90 درصد آهنی که در زندگی روزمره با آنها سروکار داریم، از جمله آهنی که در ساختمان ها به کار می رود یا آهن موجود در کلم بروکسل و خون، حاوی 26 پروتون و 30 نوترون است. سایر اتم های آهن نیز حاوی 28، 31 یا 32 نوترون است. انواع مختلف یک عنصر که ایزوتوپ نامیده می شوند، توسط اختلافی که در تعداد نوترون های هسته آنها وجود دارد، از یکدیگر متمایز می شوند، اما برای نامگذاری آنها مجموع تعداد نوترون ها و پروتون های هسته ذکر می شود؛ بنابراین انواع مختلف آهن به صورت آهن 56 یا آهن 58 و غیره نامگذاری می شود.

تمام این ایزوتوپ های آهن از لحاظ رادیواکتیوی پایدارند. ایزوتوپ های دیگری نیز از آهن وجود دارند اما پایدار نیستند. طی زمان اتم های سازنده ایزوتوپ های ناپایدار به طور خودبه خود ذرات زیر اتمی را از هسته خود منتشر می کنند. این فرآیند (که تلاشی هسته ای نامیده می شود) باعث تغییر در تعداد پروتون ها و نوترون های موجود در هسته می شود و بدین ترتیب یک ایزوتوپ به ایزوتوپ دیگر یا حتی به عنصر متفاوت دیگری تبدیل می شود. در نهایت نیز ایزوتوپ ناپایدار مورد نظر از بین می رود. از سرعت تلاشی رادیواکتیو می توان به عنوان ساعتی برای تعیین زمان حوادث مهمی که در تاریخ زمین یا منظومه شمسی روی داده است، استفاده کرد. حداقل به طور نظری، می توان به اندازه گیری نسبت ایزوتوپ های رادیواکتیو ویژه به محصولات پایداری که طی تلاشی بعضی عناصر به وجود می آید، دریافت که از زمانی که جسم آخرین بار از گونه های رادیو اکتیو غنی شده است، چه مدت زمانی می گذرد با توجه به این نکته که هرکدام از ایزوتوپ های رادیواکتیو با سرعت ثابتی که ویژه آن ایزوتوپ است، تجزیه می شود، سرعت تجزیه را می توان بر حسب مفهوم «نیمه عمر بیان کرد. نیمه عمر نشان دهنده مدت زمانی است که طول می کشد یک ایزوتوپ ویژه تجزیه شده و به ایزوتوپ پایدارتر خود تبدیل شود. اندازه گیری هایی که با استفاده از ایزوتوپ های با عمر کوتاه همانند کربن 14 که دارای نیمه عمر حدود 700/5 سال است، می تواند تاریخ آثار تمدن های اولیه بشری را که در تحقیقات باستانشناسی به دست می آید، نشان دهد.

اما اندازه گیری های صورت گرفته توسط ایزوتوپ های با نیمه عمر طولانی تر، همانند اورانیم 238 که نیمه عمری حدود 5/4 میلیارد سال دارد می توانند تاریخ تشکیل صخره ها، سیارات و ستارگان را بیان کنند. آهن 60 که ایزوتوپ رادیواکتیو با نیمه عمر حدودا 5/1 میلیون سال است طی انفجارهایی که در ستارگان بسیار سنگین یا ابر نواختر (Supernova) روی می دهد، به وجود می آید. از آنجایی که منشا این ایزوتوپ منحصر به فرد است، می توان از این خاصیت مفید برای درک رویدادهای کیهانی استفاده کرد. تاجیبانا و هاس نسبت ایزوتوپی حدود ده نمونه کوچک که از دو شهاب سنگ قدیمی تهیه شده بود را اندازه گیری کردند. این دو جرم که به خاطر مکانی که در آن یافت شده اند، بیشانبور و کریمکا نامیده می شوند (اولی در هند و دومی در اوکراین به دست آمده اند) به دسته ای از اجرام تعلق دارند که طی چند میلیون سال تولد خورشید تشکیل شده اند. تمام آهن 60 موجود در دو نمونه شهاب سنگ مدت ها پیش از بین رفته و به کبالت 60 رادیواکتیو تبدیل شده است. کبالت 60 رادیواکتیو هم به نوبه خود به اتم پایدار نیکل 60 تبدیل شده است.

تاجیبانا و هاس با آزمایشاتی که روی ذرات مواد معدنی موجود در شهاب سنگ ها انجام دادند، دریافتند مقدار اضافی قابل توجهی از نیکل 60 در نمونه موجود است که این نکته نشان دهنده آن است که آهن 60 زمانی در این نمونه ها وجود داشته است. این محققین با استفاده از سایر عناصر و ایزوتوپ ها، به عنوان ساعت مرجع تاریخ آهن 60 را ردیابی کرده و دریافتند که در سحابی خورشیدی اولیه به ازای هر یک میلیارد (109) اتم پایدار آهن 56 حدود 300 اتم آهن 60 داشت. شاید این عدد بسیار کوچک به نظر برسد اما باید گفت این عدد ده برابر نسبت ایزوتوپ هایی است که فعلا در گازهای بین ستاره ای کهکشان راه شیری وجود دارد. این مقدار اضافی از آهن 60 درابتدای تشکیل منظومه شمسی رازهای زیادی در مورد منشا کهکشان ما بیان می دارد.

اخترشناسان می دانند که خورشید از ابرگازی شکلی حاصل شده است. علاوه بر آن می دانیم که عاملی باعث شده است تا این توده ابر به چنان چگالی برانی برسد که به تشکیل خورشید منجر شده است. اما پرسش این است که آن حادثه اولیه چه بوده است؟ طبق مدلی که پیش از این ارائه شده است، امواج انفجار ناشی از ابر نواخترها مظنون اصلی این رویداد است. میزان آهن 60 موجود در این دو شهاب سنگ قدیمی دلایل جدیدی در تأیید این نظر فراهم می کند. احتمالا لایه های در حال انبساط مواد ستاره ای که حاوی اتم های آهن 60 حاصل از انفجار ابر نواخترها بودند، هسته های اولیه ابرهای خورشیدی را تشکیل دادند و به همین دلیل حاوی این ساعت های آهن رادیواکتیو هستند. در همان زمان، نیروی اولیه لازم برای تشکیل خورشید منظومه شمسی و نهایتا زمین فراهم شده است.