سلام
این فایل پیدی اف بسیار مفید برای اموزش انجام بیشترین کارها در کمترین زمان یا همان اسلاح قورباقه ات را قروت بده.
تصداد صفحه:20
21 روش عالی برای انجام بیشترین کار در کمترین زمان(قورباقه ات را قورت بده)
سلام
این فایل پیدی اف بسیار مفید برای اموزش انجام بیشترین کارها در کمترین زمان یا همان اسلاح قورباقه ات را قروت بده.
تصداد صفحه:20
تعداد صفحات : 78 صفحه -
قالب بندی : word
مقدمه........................................................................................................................................................................................... 5
فصل اول کلیاتی درباره انرژی باد.................................................................................................................................................... 6
1-1- انرژی باد:.......................................................................................................................................................................... 6
1-2 تاریخچه استفاده از انرژی باد:............................................................................................................................................... 7
1-3 منشاء باد:............................................................................................................................................................................ 9
الف- جریان چرخشی هادلی (Hadly)....................................................................................................................................... 10
ب- جریان چرخشی راسبی (Rossby):...................................................................................................................................... 10
1-5 اندازهگیری پتانسیل انرژی باد:............................................................................................................................................. 10
1-6 قدرت باد:......................................................................................................................................................................... 11
روند تحولات تکنولوژی................................................................................................................................................................ 12
1-7 مزایای بهرهبرداری از انرژی باد............................................................................................................................................ 13
آینده انرژی باد در ایران.............................................................................................................................................................. 13
1-8 پتانسیلسنجی سطحی انرژی باد:........................................................................................................................................ 14
پتانسیلسنجی چیست؟................................................................................................................................................................ 14
1-9 بادسنجها و انواع آنها........................................................................................................................................................ 16
1-10- پتانسیل باد در ایران..................................................................................................................................................... 17
1-11 نقشهها و اطلسهای موجود باد........................................................................................................................................ 19
فصل دوم استحصال انرژی از باد توسط توربینهای بادی............................................................................................................... 20
انرژی بادی و توربینهای بادی...................................................................................................................................................... 20
2-1- تقسیمبندی مبدلهای بادی............................................................................................................................................... 20
2-2- دستهبندی با معیار هندسی.............................................................................................................................................. 21
2-3- دستهبندی با معیار نیرویی................................................................................................................................................. 22
2-4- دستهبندی با معیار توان خروجی....................................................................................................................................... 24
2-5- مبدلهای بادی محور قائم................................................................................................................................................. 25
2-5-1 مبدلهای محور قائم «پسایی»........................................................................................................................................ 25
2-5-2 مبدلهای محور قائم برآیی............................................................................................................................................. 26
2-5-3 مبدلهای محور قائم ترکیبی............................................................................................................................................ 28
2-6- مبدلهای محور قائم غیرمستقیم....................................................................................................................................... 30
2-7- مبدلهای بادی محور افقی................................................................................................................................................ 33
2-7-1 مبدلهای محور افقی پسایی........................................................................................................................................... 33
2-7-2 مبدلهای محور افقی برآیی............................................................................................................................................ 33
2-8- طرحهای مورد بررسی کشورهای مختلف........................................................................................................................... 37
2-9- مبدل بادی ملخی........................................................................................................................................................... 38
2-9-1 برج............................................................................................................................................................................. 39
2-9-2 کلاهک........................................................................................................................................................................ 40
2-9-3 پرهها............................................................................................................................................................................ 41
2-10- مبدل بادی داریوس....................................................................................................................................................... 42
2-10-1 بنای پایه.................................................................................................................................................................... 43
2-10-2 پرهها و دیرک............................................................................................................................................................. 44
2-11- مبدلهای چرخ آسیابی (جایرومیل)................................................................................................................................ 45
2-11-1 برج.......................................................................................................................................................................... 46
2-11-2 پرهها......................................................................................................................................................................... 46
2-12- به طور کلی اجزاء مختلف یک توربین به شرح زیر میباشد:............................................................................................ 47
2-13- انواع کاربرد توربینهای بادی:........................................................................................................................................ 49
الف: کاربردهای غیر نیروگاهی..................................................................................................................................................... 49
الفه-1) پمپهای بادی آبکش.................................................................................................................................................... 49
الف-2) کاربرد توربینهای کوچک به عنوان تولیدکننده برق........................................................................................................... 50
الف-3) شارژ باتری.................................................................................................................................................................... 50
ب: کاربردهای نیروگاهی.............................................................................................................................................................. 51
توربینهای بادی و ذخیره انرژی:................................................................................................................................................... 52
فصل چهارم:............................................................................................................................................................................... 53
طراحی یک Vertical Axis Wind Turbine:..................................................................................................................... 53
مقدمه ای بر فصل چهار:............................................................................................................................................................ 54
توربین بادی عمودی چگونه کار می کند؟................................................................................................................................... 54
تعیین ابعاد کلی توربین:................................................................................................................................................................ 57
طول blade lb=..................................................................................................................................................................... 57
اجزای اساسی توربین بادی عمودی:............................................................................................................................................. 58
Blade(1.................................................................................................................................................................................. 59
جنس bladeها:..................................................................................................................................................................... 59
انتخاب تعداد bladeها:.......................................................................................................................................................... 60
انتخاب ایرفویل:...................................................................................................................................................................... 61
2)پایه:....................................................................................................................................................................................... 68
3)شفت:.................................................................................................................................................................................... 68
4)پایه نصب مرکزی:................................................................................................................................................................... 68
5)بازوهای جانبی:....................................................................................................................................................................... 69
5)اتصالات bladeها:............................................................................................................................................................... 69
این اجزا برای اتصال بازوهای شعاعی به bladeها استفاده می شود............................................................................................. 69
6)یاتاقان ها:............................................................................................................................................................................... 69
7)مکانیسم ایجاد pitch:.......................................................................................................................................................... 70
Pitching فعال:.................................................................................................................................................................... 70
Pitching غیرفعال:................................................................................................................................................................ 70
فصل چهارم:............................................................................................................................................................................... 71
-1-4چشمانداز آینده و رویکرد جهانی درخصوص انرژی باد:........................................................................................................ 71
4-2- خطمشی کشورها در نصب مزارع بادی در دریا (آفشور)................................................................................................... 72
4-3- فعالیتها و برنامههای کشور در زمینة انرژی باد............................................................................................................... 74
الف – فعالیتهای اجرا شده:................................................................................................................................................... 74
ب – برنامههای آینده:............................................................................................................................................................. 76
فهرست منابع:............................................................................................................................................................................ 78
مقدمه
گستردگی نیاز انسان به منابع انرژی همواره از مسائل اساسی مهم در زندگی بشر بوده و تلاش برای دستیابی به یک منبع تمام نشدنی انرژی از آرزوهای دیرینه انسان بوده است، از نقوش حک شده بر دیوار غارها میتوان دریافت که بشر اولیه توانسته بود نیروی ماهیچهای را به عنوان یک منبع انرژی مکانیکی به خوبی شناخته و از آن استفاده کند. ولی از آنجایی که این نیرو بسیار محدود و ضعیف است انسان همواره در تصورات خود نیرویی تمام نشدنی را جستجو میکرد که همواره در هر زمان و مکان در دسترس باشد. این موضوع را میتوان در داستانهای مختلف که ساخته تخیل و ذهن بشر نخستین بوده، به خوبی دریافت، کمکم با پیشرفت تمدن بشری، چوب و پس از آن ذغال سنگ، نفت و گاز وارد بازار انرژی گردیدهاند. اما به دلیل افزایش روز افزون نیاز به انرژی و محدودیست منابع فسیلی از یک سو افزایش آلودگی محیطزیست ناشی از سوزاندن این منابع از سوی دیگر استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر را روز به روز با اهمیتتر و گستردهتر نموده است. انرژی باد یکی از انواع اصلی انرژیهای تجدیدپذیر میباشد که از دیرباز ذهن بشر را به خود معطوف کرده بود. به طوری که وی همواره به فکر کاربرد این انرژی در صنعت بوده است. بشر از انرژی باد برای به حرکت در آوردن قایقها و کشتیهای بادبانی و آسیابهای بادی استفاده میکرده است. در شرایط کنونی نیز با توجه به موارد ذکر شده و توجیهپذیری اقتصادی انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژیهای نو، پرداختن به انرژی باد امری حیاتی و ضروری به نظر میرسد. در کشور ما ایران- قابلیتها و پتانسیلهای مناسبی جهت نصب و راهاندازی توربینهای برق بادی وجود دارد، که با توجه به توجیهپذیری آن و تحقیقات، مطالعات و سرمایهگذاری که در این زمینه صورت گرفته، توسعه و کاربرد این تکنولوژی چشمانداز روشنی را فرا روی سیاستگذاران بخش انرژی کشور در این زمینه قرار داده است.
فصل اول کلیاتی درباره انرژی باد
1-1- انرژی باد:
انرژی باد نظیر سایر منابع انرژی تجدیدپذیر از نظر چغرافیایی گسترده و در عین حال به صورت پراکنده و غیر متمرکز و تقریباً همیشه در دسترس میباشد، انرژی باد طبیعتی نوسان و متناوب داشته و ورزش دائمی ندارد. هزاران سال است که انسان با استفاده از آسیابهای بادی، تنها جزء بسیار کوچکی از آن را استفاده میکند. این انرژی تا پیش از انقلاب صنعتی به عنوان یک منبع انرژی، به طور گستردهای مورد بهرهبرداری قرار میگرفت، ولی در دوران انقلاب صنعتی، استفاده از سوختهای فسیلی به دلیل ارزانی و قابلیت اطمینان بالا، جایگزین انرژی باد شد. در این دوره، توربینهای بادی قدیمی دیگر از نظر اقتصادی قابل رقابت با بازار انرژیهای نفت و گاز نبودند. تا اینکه در سالهای 1973 و 1978 دو شوک بزرگ نفتی، ضربه بزرگی به اقتصاد انرژیهای حاصل از نفت و گاز وارد آورد. به این ترتیب هزینه انرژی تولید شده به وسیله توربینهای بادی، در مقایسه با نرخ جهانی قیمت انرژی بهبود یافت. پس از آن مراکز و موسسات تحقیقاتی و آزمایشگاهی متعددی در سراسر دنیا به بررسی تکنولوژیهای مختلف جهت استفاده از انرژی باد به عنوان یک منبع بزرگ انرژی پرداختند. به علاوه این بحران باعث ایجاد تمایلات جدیدی در زمینه کاربرد تکنولوژی انرژی باد جهت تولید برق متصل به شبکه، پمپاژ آب و تامین انرژی الکتریکی نواحی دور افتاده شد. همچنین در سالهای اخیر، مشکلات زیست محیطی و مسائل مربوط به تغییر آب و هوای کره زمین به علت استفاده از منابع انرژی فسیلی بر شدت این تمایلات افزوده است. از سال 1975 پیشرفتهای شگرفی در زمینه توربینهای بادی در جهت تولید برق بعمل آمده است. در سال 1980 اولین توربین برق بادی متصل به شبکه سراسری نصب گردید. بعد از مدت کوتاهی اولین مزرعه برق بادی چند مگاواتی در امریکا نصب و به بهرهبرداری رسید.
در پایان سال 1990 ظرفیت توربینهای برق بادی متصل به شبکه در جهان به MW200 رسید که توانایی تولید سالانه Gwh3200 برق را داشته که تقریباً تمام این تولید مربوط به ایالت کالیفرنیا آمریکا و کشور دانمارک بود. امروزه کشورهای دیگر نظیر هلند، آلمان، بریستانیا، ایتالیا هندوستان برنامههای ملی ویژهای را در جهت توسعه و عرضه تجاری انرژی باد آغاز کردهاند. در طی دهه گذشته، هزینه تولید انرژی به کمک توربینهای بادی به طور قابل ملاحظهای کاهش یافته است.
در حال حاضر توربینهای بادی از کارآیی و قابلیت اطمینان بیشتری در مقایسه با 15 سال پیش برخوردارند. با این همه استفاده وسیع از سیستمهای مبدل انرژی باد (W E C S) هنوز آغاز نگردیده است. در مباحث مربوط به انرژی باد، بیشتر تاکیدات بر توربینهای بادی مولد برق جهت اتصال به شبکه است زیرا این نوع از کاربرد انرژی باد میتواند سهم مهمی در تامین برق مصرفی جهان داشته باشد. براساس برنامه سیاستهای جاری (cp)، تخمین زده میشود که سهم انرژی باد در تامین انرژی جهان در سال 2020 تقریباً برابر با twh375 در سال خواهد بود. این میزان انرژی با استفاده از توربینهای بادی، به ظرفیت مجموع Gwh180 تولید خواهد گردید. اما در قالب برنامه ضرورتهای زیست محیطی (ED) سهم این انرژی در سال 2020 بالغ بر twh970 در سال خواهد بود، که با استفاده از توربینهای بادی به ظرفیت مجموع Gw470 تولید خواهد شد. به طور کلی با استفاده از انرژی باد، به عنوان یک منبع انرژی در دراز مدت میتوان دو برابر مصرف انرژی الکتریکی فعلی جهان را تامین کرد.
1-2 تاریخچه استفاده از انرژی باد:
بشر از زمانهای بسیار دور به نیروی لایزال باد پی برده و سالها بود که از این انرژی برای به حرکت در آوردن کشتیها و آسیابهای بادی بهره میگرفت.
طی سالیان دراز ثابت شده است که میتوان انرژی باد را به انرژی مکانیکی و یا انرژی الکتریکی تبدیل کرد و مورد استفاده قرار داد. منابع تاریخی نشان میدهند که ساخت آسیابها در ایران، عراق، مصر و چین قدمت باستانی داشته و در این تمدنها، از آسیابهای بادی برای خردکردن دانهها و پمپاژ آب استفاده میشده است. چنانچه از شواهد تاریخی برمیآید، در قرن 17 قبل از میلاد، هامورابی پادشاه بابل طرحی ارائه داده بود تا بتوان به کمک آن دشت حاصلخیز بینالنهرین را توسط انرژی حاصل از باد آبیاری نمود. آسیابهایی که در آن زمان ساخته میشدند از نوع ماشینهای محور قائم و شبیه به آنهایی هستند که امروزه آثار آنها در نواحی خواف و تایباد ایران به چشم میخورد. ایرانیان اولین کسانی بودند که در حدود 200 سال قبل از میلاد مسیح برای آردکردن غلات از آسیابهای بادی با محور قائم استفاده کردند. مثلاً در کتابهای قدیمی نوشتهاند: دیار سیستان دیار باد و ریگ است و همان شهری است که گویند باد آنجا آسیابها را گرداند و آب از چاه کشد و باغها را سیراب کند و در همه دنیا شهری نیست که بیشتر از آنجا از باد سود ببرند. و نیز نوشتهاند که در سیستان بادهای سخت مدام میوزد و به همین دلیل در آنجا آسیابهای بادی برای آرد کردن گندم ساختهاند. از دیگر استانهای دارای قدمت کاربرد انرژی باد میتوان به کرمان، اصفهان و یزد اشاره نمود که در این مکانها در زمانهای قدیم برای خنککردن منازل از کانالهای مخصوص جهت هدایت باد استفاده میکردند. بعد از ایران کشورهای عربی و اروپایی پی به قدرت باد در تبدیل انرژی بردند. در قرن سوم قبل از میلاد، یک محقق مصری که در زمینه نیروی هوای فشرده تحقیق میکرد، آسیاب بادی چهار پرهای را با محور افقی طراحی نمود که از هوای فشرده آن جهت نواختن یک ارگ استفاده میکرد. با توجه به شواهد موجود میتوان ادعا کرد که زادگاه ماشینهای بادی از نوع محور قائم، حوزه شرقی مدیترانه و چین بوده است.
در قرون وسطی، آسیابهای بادی در ایتالیا، فرانسه، اسپانیا و پرتقال متداول گردیده و کمی بعد در بریتانیا، هلند و آلمان به کار گرفته شد. برخی از مورخان اظهار داشتهاند که ورود این آسیابها به اروپا باید مدیون شرکتکنندگان در جنگهای صلیبی دانست که از خاورمیانه باز گشتند. آسیابهای بادی که در اروپا ساخته میشدند از نوع آسیابهای محور افقی و چهارپره بودند که برای آرد کردن حبوبات و گندم به کار میرفتند. مردم هلند آسیابهای بادی را از سال 1350 میلادی به منظور خشک کردن زمینهای پست ساحلی و همچنین گرفتن روغن از دانهها و بریدن چوب و تهیه پودر رنگ برای رنگرزی به کار گرفتند. آنچه که هلند را در قرن هفدهم میلادی در زمره غنیترین و صنعتیترین مردم اروپا قرار داد، صنعت کشتیسازی و ساخت آسیابهای بادی در آن کشور بود. توربینهای بادی بطنی که شامل پرههای متعدد هستند، بعدها متداول شدند، در آغاز قرن بیستم اولین توربینهای بادی سریع و مدرن ساخته شدند. امروزه فعالترین کشورها در این زمینه آلمان، اسپانیا، دانمارک، هندوستان و امریکا میباشند.
1-3 منشاء باد:
هنگامی که تابش خورشید به طور نامساوی به سطوح ناهموار زمین میرسد سبب ایجاد تغییرات در دما و فشار میگردد و در اثر این تغییرات باد به وجود میآید.
همچنین اتمسفر کره زمین به دلیل حرکت وضعی زمین، گرما را از مناطق گرمسیری به مناطق قطبی انتقال میدهد که این امر نیز باعث به وجود آمدن باد میگردد. جریانات اقیانوسی نیز به صورت مشابه عمل نموده و عامل 30% انتقال حرارت کلی در جهان میباشند. در مقیاس جهانی این جریانات اتمسفری به صورت یک عامل قوی جهت انتقال حرارت و گرما عمل مینمایند. دوران کره زمین نیز میتواند در برقراری الگوهای نیمه دائم جریانات سیارهای در اتمسفر، انرژی مضاعف ایجاد نماید.
پس همانطور که عنوان شد باد یکی از صورتهای مختلف انرژی حرارت خورشیدی میباشد که دارای یک الگوی جهانی نیمه پیوسته میباشد.
تغییرات سرعت باد، ساعتی، روزانه و فصلی بوده و متاثر از هوا و توپوگرافی سطح زمین میباشد. بیشتر منابع انرژی باد در نواحی ساحلی و کوهستانی واقع شدهاند. 1-4 توزیع جهانی باد:
به طور کلی جریان باد در جهان دارای دو نوع توزیع میباشد:
الف- جریان چرخشی هادلی (Hadly)
بین عرضهای جغرافیایی 30 درجه شمالی و 30 درجه جنوبی، هوای گرم شده در استوا به بالا صعود کرده و هوای سردتری که از شمال و جنوب میآید جایگزین آن میشود. این جریان را چرخش هادلی مینامند. در سطح زمین این جریان بدیع معنی است که بادهای سرد به اطراف استوا میوزند و از طرف دیگر هوایی که در 30 درجه شمالی و 30 درجه جنوبی به پائین میآید خیلی خشک است و به دلیل آنکه سرعت دوران زمین در این عرضهای جغرافیایی به مراتب کمتر از سرعت دوران زمین در استوا است، به سمت شرق حرکت میکند. معمولاً در این عرضهای جغرافیایی نواحی بیابانی مانند صحرا قرار دارند.
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:25
توبه
مقدمه :
بر صاحبان بصیرت پوشیده نیست که توبه ، شعبه ای است از فضل ، عظیم الهی و دری است از رحمت رحیم خداوند که به روی بندگان خود باز فرموده است . اگر این در بسته بود رستگاری برای کسی نبود . زیرا سرشت بشر با آلودگی و خطاکاری و گناه پیوسته است بطوری که هر بشری به حسب اعمال جارم و جانحه خود را به انواع آلودگیها مبتلا خواهد ساخت مگر آن مقداری که خداوند او را حفظ فرموده باشد .
خلاصه بشری که بتواند خودش را از گناه و انواع خطا نگهدارد و پاکی فطرت نخستینش را حفظ کند ، یافت نخواهد شد حتی بسیاری از پیغمبران و بنابراین خدای حکیم و رحیم ،توبه را دوای دردهای معنوی و علاج امراض قلبی و پاک کننده انواع آلودگیها قرار داده است تا انسان پس از گرفتاری به گناه ، به برکت توبه پاک شود و اهل نجات گردد . خوشبخت کسی است که از این باب رحمت قدردانی کرده و از آن استفاده نموده و از این موهبت الهی سپاسگذاری نماید چنانچه بدبخت کسی است که این باب رحمت برایش فقط اتمام حجت شده باشد . یعنی روز قیام در موقع حساب و پرسش از اعمال هرگاه در مقام عذرخواهی بگوید : پروردگارا نادان و بی خبر بودم ، اسیر شهوت و غضب بودم ،گرفتار هوا و هوس بودم . مقاومت با وساوس شیطان عاجز
بودم در نتیجه جواب تمام عذرهایش گفته می شود :
حضرت باقر علیه السلام فرمود : در توبه ، پشیمانی کفایت است حضرت صادق علیه السلام میفرماید : نیست بنده اگر گناهی کند پس پشیمان گردد ، مگر اینکه خداوند او را میآمرزد پیش از آنکه از او طلب آمرزش کند .
بنابراین حقیقت توبه همان پشیمانی از گناه است از جهتی زشتی آن نزد خداوند و اینکه خلاف رضای او است . مانند غلامی که کاری را برخلاف رضای مولایش انجام دهد و غافل باشد که مولا او را می بیند چون فهمید که او را دیده البته سخت از کردار خود پشیمان می شود و یا مانند کسی که طبیبی او را از خطر خوردن طعامی باخبر کرده و پس از خوردن و گرفتار شدن از کار خود چقدر پشیمان خواهد بود .
ـ پشیمانی سبب ترک گناه است :
هرچه ایمان به خطر و روز جزا و تصدیق خبرهای پیغمبر و امام بیشتر باشد ، پشیمانی از گناه کرده شده بیشتر ،و آتش درونی آن سختر خواهد بود چنان چه لازمه ی حسرت و ندامت برگناه ، عزم برتری آن در آینده است . بطوری که اگر بر ترک آن گناه تصمیم نداشته باشد ، معلوم می شد حقیقتاً از آن گناه پشیمانی ندارد .
حضرت امیر المومنین علیه السلام می فرماید ، جز این نیست که پشیمانی بر گناه سبب ترک آن می شود .
از لوازم حسرت و ندامت برگناه ، سعی در تدارک آن است یعنی اگر آن گناه حق الله بوه ، مانند ترک نماز و روزه ، زکات و حج ، پس قضای آنها را بجای آورد و دیگر حق الناس بوده ، اگر حق مالی است ، آنرا به صاحبش برگرداند اگر مرده است به ورثه اش بدهند و اگر نمی شناسند از طرفش صدق دهد . و اگر حق عرضی است ، حلال بودی بطلبد و طرف را از خودش راضی کند و اگر حق قصاص یادیه است ، خود را تسلیم او کند تا قصاص کند یا دیه بگیرد یا ببخشد ، و اگر حق حد باشد مانند قذف ، باید تسلیم صاحب حق شود تا بر او اقامه ی حد شود یا عفوش کند در نتیجه پس از ندامت استغفار واجب است یعنی از خداوند طلب مغفرت و آمرزش کند .
ـ وجوب توبه :
توبه از گناهان چه کبیره و چه صغیره ،به اتفاق جمیع علما و به حکم عقل واجب است
چنانچه محقق طوسی در تجید الکلام و علامه حلی در شرح آن فرموده اند که : به توبه دفع ضرر می شود و دفع ضرر هم عقلاً واجب است پس توبه به حکم عقل واجب است و در قرآن مجید می فرماید: توبه کنید و به سوی خداوند رجوع کنید همه ی شما ،باشد که رستگار شوید و نیز می فرماید: ای کسانی که به خدا ایمان آورده اید توبه کنید و به خدا رجوع نمایید ، توبه ی خالص ( تنها برای رضای خدا ) ، امید است پروردگار شما گناهانتان را تلافی فرماید .
این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
مدلی مطرح شده است که در آن در یک کیهانشناسی رابرستون- واکر با حضور میدان نرده ای حقیقی خود برهم کنشی و متریک های تبهگن (که در آن نشانگان متریک گذاری از اقلیدسی به لورنتسی دارند) برای معادلات میدان اینشتین حل های کاملاً هموار بدست می آید ضمناً تابع موج حاصل از معادلات ویلر- دویت برای هامیلتونی مدل ذکر شده در یک ابر فضای خرد پیکهایی دارند که بر مسیرهای کلاسیکی منطبق می باشند.
آنگاه که بشر متفکر، متوجه آسمان و اجرام بی شمار آن شد، آنگاه که جهان اطراف را در نظمی تحیرانگیز یافت و خود را جزء کوچکی از این کل شگفت، با طرح چیستی هستی، وجود و هر آنچه در آنست، اولین گام را در مسیری نهاد که شاید آغاز تمام تحولات فکری و علمی پس از آن باشد.
این سؤال که جهان با همه جزئیاتش، چگونه ایجاد شده؟ به سئوال اساسی فلسفه معروف است.
پاسخ این سئوال که زمانی، صرفاً متفکران علوم عقلانی را به مبارزه میطلبید، در طی طریق مسیر فکری بشر، به ناچار وارد عرصههایی دقیق و علمیتر شد و بی شک امروزه سئوال اساسی کیهانشناسی است.
تاریخ تحول علمی و عقلانی، با نقاط عطفی همراه است که شاید مهمترین آنها خلق کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعت نیوتن و طرح نظریههای مکانیک کوانتمی و نسبیت خاص و عام اینشتین باشد.
نیوتن در کتاب اصول که حاصل و منتج از تمام رصدها، آزمونها و تلاشهای علمی اسلاف پیش از او بود، ریاضیات پیچیده حرکت و نظریه گرانشیاش را مطرح کرد و نشان داد که قانونهای حاکم بر دینامیک اجرام آسمانی، همانهایی است که کنشهای جرمهای کوچک زمینی را توضیح میدهد. از دید او زمان مفهومی مطلق داشت و برای همه ناظرها یکسان. اما قانونهای او، علیرغم میل نیوتن، برای مکان مفهومی نسبی قائل میشدند(قانون اول). زمان و مکان در این دیدگاه هیچ ارتباطی با هم نداشتند.
مدل کیهانشناسی نیوتن که براساس نظریه گرانشی او سازماندهی شده بود، شاید اولین مدل علمی در این زمینه باشد. جهان در این مدل، دارای توزیعی یکنواخت از ماده، در فضایی نامحدود اقلیدسی، ایستا اما ناپایدار بود.
حدود دو قرن بعد، انقلاب دیگری رخ داد. نظریه نسبیت خاص اینشتین در سال 1905، بر مفهوم مطلق بودن زمان خط بطلان کشید. بر این اساس زمان وقوع یک رویداد از دید ناظرهای مختلف، متفاوت بود؛ همانطور که مکان رویداد از دید این ناظرها تفاوت داشت.
فضا (مکان) و زمان که پیش از این دو مفهوم مجرد و جدا از هم بودند به عنوان دو جزء از یک مفهوم کلی، یعنی فضازمان مطرح شدند. در این نظریه ناظران در چارچوبهای لخت درک یکسانی از رویدادهای اطراف داشتند، اما در فضازمانی تخت.
ده سال پس از آن در سال 1915 اینشتین، اعلام کرد که قانونهای فیزیکی برای همه مشاهدهگرها چه لخت و چه غیر لخت یکساناند، و در ناحیه کوچکی از فضازمان نمیتوان بین سقوط ازاد یک جسم در میدان گرانشی و حرکت با شتاب یکنواخت در غیاب میدان گرانشی تفاوتی قائل شد.
همچنین توزیع ماده، تعیین کنندة هندسه فضازمانی است که خمیده میباشد. این موضوعات تحت عنوان اصول، هموردایی کلی، هم ارزی و ماخ از مهمترین اصولی هستند که تفکر نسبیت عام بر پایههای آنها ساخته شده است. از این پس بود که هندسه و ماده لازم و ملزوم هم شدند. اینکه آیا انرژی ممنتم، فضازمان را تحت تأثیر قرار داده و موجد انحنای آن شده است یا تأثیر انحنای فضازمان روی ماده، خودش را به شکل گرانش نشان میدهد، دیگر دو برداشت از یک معنا بودند.]1[
معادلات میدان اینشتین این ارتباط را در قالب فرمولی نشان داد. حل این معادلات با در نظر گرفتن شرایط خاص مادی و هندسی، منجر به مدلهای متعددی در توصیف جهان گردید. به این ترتیب کیهانشناسی نسبیتی - کلاسیکی خلق شد.
یکی از نتایج مهم نظریه نسبیت عام، پیش بینی وجود نقاطی که دارای چگالی زیاد و نتیجتاً انحنای فضازمان بینهایتاند، بود. تکینگیهای موجود در مدلهای استاندارد نسبیتی - کلاسیکی و سیاه چالهها مثالهائی از این نقاطاند. قضایای تکینگی در نسبیت عام کلاسیکی بوسیله پنروز و هاوکینگ اثبات شدند.
این تکینگی که در زمانهای بسیار اولیه جهان به وقوع میپیوندد، شروع جهان را از نقطهای با ابعاد زیر اتمی نشان میدهد. نسبیت عام نظریهای کلاسیکی است و در توصیف چنین نقاطی عاجز میماند.
پس بررسی چنین نقاطی نظریهای کوانتمی را میطلبد که با گرانش (نسبیت عام) سازگار شده و قادر به تعیین شرایط اولیه حاکم بر حالتهای نخستین جهان باشد.
تلاش برای ایجاد یک نظریة کامل و جامع کوانتم گرانشی که در حد، با گرانش کلاسیکی هماهنگ باشد. از دهه 30 میلادی، تقریباً پس از خلق نظریه مکانیک کوانتمی آغاز شد و تا امروز ادامه دارد.
در این جستجو، یکی از مؤثرترین پیشنهادات در کوانتمی کردن گرانش، استفاده از روش کوانتش کانونیکی دیراک است، که حالت کوانتمی سیستم توسط تابع موجی که تابعیتی از متریکها و میدانهای مادی است بوسیله اعمال یک اپراتور هامیلتونی که شامل بخش هندسی و مادی است، بدست میآید و منجر به معادله دیفرانسیلی درجه دومی از متریکها و مشتقات آنها میشود. حل این معادلات حالتهای کوانتمی جهان را نشان میدهد.
روش دیگر استفاده از انتگرال مسیر فاینمن است که در آن تابع حالت سیستم از جمع تاریخی کلیه متریکهای اقلیدسی فضای چهاربعدی که مرزی بر فضای سه بعدی لورنتسی دارند، حاصل میگردد.]2[
بدین طریق یک گذار توپولوژیکی در هندسه فضا رخ میدهد. این روش در رفع مشکل تکنیگی و شرایط اولیه تا حدودی موفق بوده است.
روش ذکر شده اخیر همراه با فرضیات دیگر دستمایه این نوشته میباشد که در چهار فصل تنظیم شده است.
در فصل اول، کیهانشناسی نسبیتی، متریک رابرستون – واکر، مدلهای استاندارد، موفقیتها و نقایص و برخی طرحها در رفع آنها مطرح شده است.
در فصل دوم مدلی پیشنهاد شده که با یک زمینه کیهانشناسی رابرستون - واکر در حضور میدانهای حقیقی نردهای خود برهم کنشی و با متریکهای تبهگن و اعمال شرایط خاصی که با انتخاب چارت ویژهای حاصل میگردد برای معادلات میدان اینشتین جوابهائی کاملاً هموار بدست میآوریم.در فصل سوم کیهانشناسی کوانتمی مورد نقد و بررسی قرار میگیرد.
در فصل چهارم با استفاده از نتایج حاصل از فصل سوم، مدل مطرح شده در فصل دوم، در محدوده کوانتمی حل و تحلیل شده است. در این بررسی توابع موجی که از حل معادله ویلر- دویت بدست میآیند بر مسیرهای کلاسیکی منطبقاند.
کیهان شناسی
در ریگودا[1] یکی از کتابهای مقدس باستانی هندوستان آمده است:
«در آن زمان (زمانی که جهان هنوز ایجاد نشده بود)، نه چیزی وجود داشت، نه وجودی بود. در آن زمان نه فضایی بود نه آسمان بالایی در آن ... مفهوم شب و روز بیمعنی بود.... چگونه دامنه وجود به وقوع پیوست، چه کسی قادر به توصیف و بیان جزئیات آن است؟ چه کسی به وضوح اینرا میداند؟ ....»]3[
این سئوالات که 1500 سال قبل از میلاد مسیح مطرح شدهاند، مشابه سئوالاتی است که کیهانشناسی در طول تاریخ با آن درگیر بوده است.
هیچ شاخهای از علم نمیتواند بیشتر از کیهانشناسی مدعی باشد که بزرگترین محدوده مطالعه را دارد. مطالعه جهان یعنی مطالعه همه چیزهایی که جهان را شامل میشود. بهمین دلیل کیهانشناسی بطور ذاتی مورد توجه و جالب است، حتی برای شاعران، فیلسوفان و متفکران علوم دیگر. اما در تعریف امروزیش کیهانشناسی در واقع مطالعه ساختار بزرگ مقیاس جهانی است که در فواصل میلیونها میلیون سال نوری[2] گسترده شده است و مطالعه کیهانشناسی در واقع مطالعه دینامیکی و فیزیکی رفتار میلیونها میلیون کهکشانی است که این جهان گسترده را پر کردهاند و بررسی تحول این سیستم عظیم در طول میلیونها میلیون سال میباشد.
میبایست به این جهان بزرگ مقیاس به عنوان یک کل و سیستمی فیزیکی نگریست که وظیفه ما شناخت قانونهای حاکم بر دینامیک آن است.
کیهان شناسی پیش نسبیتی
در زمان ایزاک نیوتن، جهان خورشید مرکزی کوپرنیک- گالیله- کپلر، مورد پذیرش قرار گرفته بود. بشربر سیارهای متوسط زندگی میکرد که حول ستارهای با اندازهای متوسط میچرخید. ستارهها مفهومی چون خورشید ما داشتند و موقعیتی ثابت در جهانی ایستا.راه شیری تجمعی از ستارههای بیرمقی بودند که توسط تلسکوپ گالیله رویت میشدند. اما انسان هنوز در منظومهای قرار داشت که مرکز جهان بحساب میآمد.
اولین نظریه گرانشی هنگامی مطرح شد که نیوتن کتاب اصول فلسفه طبیعت را در 1687 میلادی منتشر کرد. با این نظریه، نیوتن توانست قانونهای تجربی کپلر را توضیح دهد که در آنها سیارات در مدارهایی بیضوی میچرخند و خورشید در یکی از کانونهای آن قرار دارد. اولین موفقیت این نظریه پیش بینیهای صحیح در رویت دنبالهدار هالی بود.]4[
در دوره ما نیز هنوز نظریه گرانشی نیوتن برای توصیف مکانیزم حرکت بسیاری از سیارات و ماهوارهها کافیست. و در حد غیر نسبیتی از نظریه گرانش نسبیتی اینشتین بدست میآید و در این محدوده همان تبیینی را از کیهانشناسی میدهد که گرانش نسبیتی دارد.
نیوتن، در سال 1691میلادی بر اساس نظریهاش، کیهانشناسی خودش را فرموله کرد. از آنجائیکه همه اجسام جرمدار یکدیگر را جذب میکنند، یک سیستم محدود از توزیع ستارهها در ناحیهای محدود از فضا، تحت جاذبه خودشان فروپاشیده میشوند. اما این فروپاشی مشاهده نشد. نیوتن درپی جستجوی دلیلی برای این پایداری برآمد.ولی به اشتباه، نتیجه گرفت که خودگرانشی سیستم محدودی از ستارهها که دارای توزیعی یکنواخت در فضایی نامحدودند، توسط جاذبه تعداد کافی از ستارهها در خارج سیستم خنثی میشوند. اما تعداد کل ستارهها نمیتوانست نامحدود باشد چون باعث نامحدود شدن جاذبهشان میشد و جهان ایستا، ناپایدار میگشت. ضمناً بعدها مشخص شد که لایههای خارجی ماده تأثیری بر دینامیک درونی آن ندارند.
هم عصر نیوتن،لایبنیتز نیز، جهان را فضایی مطلق و بینهایت ولی برخلاف نیوتن با تعداد و توزیعی از ستارهها که در همه جای این فضا نامحدودند، در نظر گرفت که دارای مرز و مرکز است. محدود بودن معادل مرز داشتن و نامحدود بودن معادل بی مرزی فرض میشد. توماس رایت در 1750 گفت که همه ستارهها دارای حرکتی مشابهند و مانند سیارات که حول خورشید میگردند، حول یک جسم مانند خورشید در حال چرخشند و راه شیری را کهکشانی چرخنده فرض کرد.
این تصویر رایت بر امانوئل کانت تاًثیر گذاشت بطوریکه در سال 1755میلادی یک گام جلو رفت و فرض کرد که سحابیهای پراکندهای که گالیله رصد کرده بود ابرهایی از گازهای گداخته در کهکشانهای دور هستند. این دلیلی بر همگنی جهان در مقیاس کیهانی و تاًثیری بر اصل کیهانشناسی(اصل کوپرنیکی) بحساب میآمد.
او دلیل عدم انقباض سحابیهای راه شیری را نیروی دافعه گرانشی میدانست و میگفت که شاید این نیرو در فواصل بزرگ، جاذبه زیاد تعداد بی شمار ستارهها را خنثی میکند.
ایده سحابی گازی فشرده اولین مثال از سیستمی غیر استاتیک ستارهای بشمار میآید اما در مقیاس کیهانی، با جهانی که هنوز ایستاست.
ریمان در اوایل قرن نوزدهم گفت که جهان میبایست محدود و دارای مرز باشد و هندسه فضا را با انحنای مثبت ولی کوچک فرض کرد. بر اساس هندسه ریمانی، آلبرت اینشتین در قرن بیستم، ارتباط بین هندسه فضا و توزیع مادی آنرا بیان کرد.
لاپلاس در 1825 نیروی دافعه گرانشی کانت را تکذیب کرد و قانون بقای اندازه حرکت را نشان داد و بر این اساس گفت که هیچ سحابی نمیتواند به یک نقطه رمبیده شود و ماه نیز به پایین نمی افتد.
میشل در 1783 با درک درستی از گرانش نیوتنی بیان کرد که ستارهای با جرم و فشردگی بقدر کافی زیاد، آنچنان نیروی گرانشی ایجاد می کند که هیچ چیز قادر به گریز از سطح آن نیست. این اولین اشاره به سیاه چالههاست.
ویلیام هرشل در 1785 با تلسکوپ انعکاسی که اختراعش به نیوتن منسوب شده است، مشاهدات دقیقی از راه شیری انجام داد و نتیجه گرفت که راه شیری یک سیستم دیسکی شکل از ستارههاست.او به اشتباه منظومه شمسی را در مرکز راه شیری در نظر گرفت. کشفیات هرشل مثل سیاره اورانوس و 700 ستاره دوتایی تاًییدی با ارزش از نظریه گرانشی نیوتن در خارج از منظومه شمسی بود. او 250 سحابی پراکنده را مشاهده کرد که بعدها معلوم شد ابرهایی از گازهای گداختهاند که به کهکشان ما تعلق دارند. اما این گازها از دیسک کهکشان در همه جهات و به طور یکسان میگریختند.
لامبرت از این مشاهدات نتیجه گرفت که منظومه شمسی به همراه سایر ستارهها در کهکشان ما حول مرکز کهکشان میچرخند. اما علیرغم کارهای کانت و لامبرت تصویر خورشید مرکزی کهکشان همچنان پا بر جاماند، چراکه موقعیت خورشید و مشاهدات هرشل نزدیک به مرکز کهکشان مشاهده میشد.
شپلیدر 1915 تا 1919 با مشاهداتی از توزیع خوشههای گوی مانند، نشان داد که مرکز کهکشان راه شیری به هیچ وجه منظومه شمسی نیست و در فاصلهای حدود 3/2 شعاع کهکشان از مرکز قرار دارد.]4[
هر چند تصویر دنیا مرکزی شکست اما همچنان شپلی کهکشان را مرکز جهان میدانست. فواصل کیهانی امروزه با استفاده از روشنایی و درخشش ستارهها اندازهگیری میشود. در رابطه زیر:
درخشش و روشنایی ستاره و فاصله آن از ماست.
درخشش در واقع انرژی تابشی در واحد زمان است و روشنایی یا شار تابشی، درخشش بر واحد سطح میباشد.
هابل در 1924 به این طریق فاصله 9 کهکشان دور دست را اندازه گرفت.
نزدیک ترین آنها درآندرومدا در فاصله 77 و دورترین در فاصله 5 قرار داشتند. این مشاهدات معلوم ساخت، همانطور که کانت حدس زده بود، سحابیها مارپیچیاند. سیستمهای ستارهای که در جرم و اندازه با راه شیری قابل مقایسهاندوتوزیع فضایی آنها،تاًثیدی بر پذیرش اصل کیهانشناسی در مقیاس کیهانی بود. مشاهدات هابل منجر به قانونی به همین نام گشت و در 1929 این قانون دلیلی بر شکست دیدگاه ایستا بودن جهان شد.]3[
کیهانشناسی نسبیتی
در اواخر قرن نوزدهم فیلسوف و دانشمند، ارنست ماخ با قاطعیت نظر خود رادر مورد برخی از دیدگاههای نیوتن بیان کرد. او معتقد به وجود یک نقش زمینه برای حرکت بود و میگفت که حرکت یک جسم تنها در برابر موقعیت جسم دیگر معنی مییابد و در یک فضای خالی حرکت بی معنی است، به بیان دیگر بدون وجود یک زمینه مادی، مفاهیم سکون و حرکت بی ارزشند. او فضای مطلق نیوتن را مورد سوال قرار داد و لختی هر ذره را ناشی از بر هم کنش آن ذره با سایر جرمهای جهان دانست. به همین دلیل برای نیروهای اینرسی که از دید نیوتن نیروهای مجازی بودند، منشاً فیزیکی قائل شد و آنها را از نوع نیروهای گرانشی فرض کرد. انیشتین تحت تاًثیر دیدگاههای ماخ، جهان را فضایی پر از ماده درنظر گرفت که زمینه ای مادی برای مشاهده گر موضعی[3]ایجاد میکند تا حرکت را اندازه گیری کند و مکانیزم قانونهای آنرا بیابد. او در واقع وجود و
فهرست مطالب:
مقدمه ............................................................................................................................ 1
فصل اول
کیهانشناسی ..................................................................................................................................... 5
کیهانشناسی پیش نسبیتی ......................................................................................................................... 6
کیهانشناسی نسبیتی ......................................................... 9
اصل کیهانشناسی ...................................................................................................... 11
اصل وایل .............................................................................................................................. 12
متریک رابرستون- واکر ............................................................................................................... 13
مدل فرید من ................................................................................................................. 15
مشکل افق ............................................................................................................................... 18
مشکل مسطح بودن ............................................................................................................... 19
مشکل تک قطبی مغناطیسی .................................................................................... 20
مدل تورمی .......................................................................... 20
فصل دوم
بررسی تغییر نشانگان متریک .................................................................................................... 23
شرط معمول بر متریک ........................................................................................................ 24
فرضیات مدل پیشنهادی ........................................................................................................ 25
ارائه مدل و معادلات دینامیکی ............................................................................................... 26
پتانسیل .............................................................................................................................. 33
بحث و تحلیل ................................................................................................................ 39
نمودارها ................................................................................ 42
فصل سوم
کیهانشناسی کوانتومی ......................................................................................................... 45
تاریخچه مختصری از گرانش کوانتومی ........................................................................ 47
فرمول بندی هامیلتونی در نسبیت عام .......................................................................... 49
انحنای بیرونی ............................................................................................................. 50
تابع لپس و بردار جابجایی ............................................................................................. 51
معادلات گوس- کودازی .......................................................................................... 54
هامیلتونی در نسبیت عام ...................................................................................................... 57
کوانتش .......................................................................................... 62
شرایط مرزی ..................................................................................................... 63
فصل چهارم
بررسی گذار نشانگان متریک در کیهانشناسی کوانتومی ................................................................ 67
مسیرهای کلاسیکی .......................................................................................................... 69
حل ................................................................................................................................... 72
بسته موج همدوس .............................................................................................................. 78
بدست آوردن ضریب Cl ....................................................................................................
نمودارها .................................................................................................................. 83
ضمیمه 1 ..................................................................... 87
ضمیمه 2 .................................................................................................................. 90
منابع ........................................................................................ 96
شامل 99 صفحه فایل WORD قابل ویرایش