کمربند آلن

یکی از مهم‌ترین دستاوردهای سال بین‌المللی ژئوفیزیک (۱۹۵۷ و ۱۹۵۸) برنامهٔ ماهوارهٔ اکتشافی (explorer) آمریکا بود. در ارتباط با تفسیر داده‌های این ماهواره، جیمز ون آلن کمربند وان آلن یا کمربند تشعشعی وان آلن (به انگلیسی: Van Allen Radiation Belt)، را در اطراف کره زمین کشف کرد. تابش مورد بحث از تراکم غلیظ الکترونها و پروتون‌های با انرژی زیاد ناشی می‌شود که در دو منطقهٔ هلالی شکل در فاصله‌های ۳۲۰۰ و ۱۶۰۰۰ کیلومتری سطح زمین واقع شده‌اند.^[۱] که توسط میدان مغناطیسی زمین، کره زمین را احاطه کرده‌است.

این کمربند ذرات کیهانی مضری را که به سوی زمین می‌تابند، جذب می‌کند. پرتوهای جذب شده توسط این حلقه بعضاً برای موجودات زنده مرگبار است و به عبارت دیگر درصورت عدم وجود این دو کمربند هرگز در زمین حیات پدیدار نمی‌شد. هر ماهواره‌ای که در کمربند وان آلن قرار گیرد توسط ذرات باردار از بین می‌رود؛ بنابراین سه ناحیه امن برای قرار گرفتن ماهواره‌ها ایجاد می‌شود:

از آنجا که دنیای امروزی ما وابستگی شدیدی به فناوری ماهواره دارد؛ درک نحوه کار کردن این کمربندها امری بسیار ضروری و حیاتی است. به همین دلیل است که ناسا در ماه اوت ۲۰۱۲ دو کاوشگر «وان آلن» را به مدار زمین فرستاد تا اطلاعات کافی در مورد این کمربندها به دست آورد.

س از کشف اشعه کیهانی (جریانات ذره‌ای ، وارد شده به میدان مغناطیسی زمین از فضا) ، پیشرفت در این شاخه بی‌نهایت مهم و جدید فیزیک تقریبا بطور کامل به ارتفاعی بستگی داشت که دانشمندان دستگاههای پیچیده و شمارنده‌های خود را در سال به نمایش می‌گذاشتند. در این حال از رصدخانه‌های کوهستانهای بلند ، آزمایشگاه‌ها ، بالون ، آزمایشات و غیره استفاده می‌شده است. بنابرین حتی بالاترین ارتفاع حاصل (20 تا 80 کیلومتر) برای حمل دستگاهها به آن سوی لایه‌های نسبتا متراکم جو کافی نبوده و این مسئله تفکیک اشعه کیهانی اولیه (مهمترین جزء جریانهای ذره‌ای) را از کل جریانهای ذره‌ای ثبت شده ، مشکل می‌ساخت.

طبیعی است که قسمت حساس موشکهایی که ابتدا وارد فضای خارجی‌تر می‌شوند بطور اساسی شامل وسایل مختلفی جهت مطالعه ذرات باردار باشد. علائمی که از دستگاههای ارسالی ، بطور اتوماتیک و بسیار ابتدایی به زمین می‌رسید بسیار باعث تعجب دانشمندان گردید. در ارتفاعات معینی ، آزمایشگاههای فضایی خود را در لایه‌هایی یافتند که به شدت از ذرات باردار پر انرژی اشباع شده بود. این ذرات باردار بطور وسیعی با اشعه کیهانی اولیه و ثانویه تفاوت دارند.

تاریخچه پیدایش

این پدیده در حین پرواز اقمار مصنوعی روسی و آمریکایی آشکار شد و برای مدتها دانشمندان از اختلاف شدید در اطلاعات حاصله متعجب و حیران بودند. بنابرین ، بزودی این معما تفسیر گردید. یک دانشمند روسی ، ورنوف (vernov) و تقریبا بطور هم زمان فیزیکدان آمریکایی وان آلن (van Allen) ثابت کردند که سطح زمین در سطح استوا بوسیله دو کمربند (مطابق با اطلاعات جدیدتر حتی سه کمربند) نسبتا مجزا مگنتوسفرها احاطه شده است.

نحوه پی بردن بوجود کمربند تشعشعی زمین

موقعیت فضایی کمربندهای تشعشعی زمین

ساختار کمربندهای تشعشعی زمین

با روانه ساختن سیستماتیک اقماری که وسایلی جهت کشف ذرات پر انرژی در ارتفاعات معین با خود حمل می‌کنند، کمربندهای مذکور در حال مطالعه و بررسی می‌باشند. ماهیت هر یک از این کمر بندها نسبت به دیگری متفاوت است.

منشأ پیدایش کمربندهای تشعشعی زمین

کمربندهای تشعشعی در نقش حفاظهای الکترومغناطیسی زمین

لایه‌های جو بیشتر از آنچه که تصور می‌شد، تقریبا تا مسافت 150 کیلومتری از سطح زمین توسعه یافته‌اند. ما حتی تجسم نکرده‌ایم که جو شفاف و تقریبا غیر محسوس و نیز میدان مغناطیسی کاملا غیر قابل روءیت و غیر محسوس سیار ، همان ، سایبانهای قابل اطمینانی برای بشر و بطور کلی موجودات زنده می‌باشند. ماده زنده نیز بطور کاملی در طول صدها میلیون سال ، خود را به قسمتهای کوچکی از تشعشعات نفوذ کرده و از دو زره طبیعی زمین تطبیق داده است مشکل است. تصور کنیم اگر زمین بطور کاملی از تمام انواع تشعشعات کیهانی حفظ نمی‌شد، زندگی از روی زمین برداشته شده بود.

بشری که در حال پرواز به فضاهای خارجی‌تر است، بطور اتوماتیک از سایبانهای نجات دهنده خویش اتمسفر زمین و میدان مغناطیسی آن) محروم شده و در نتیجه بطور ناگهانی تحت تأثیر تمام انواع تشعشعات قرار می‌گیرد. کمربندهای تشعشعی زمین به علت غلظت و انرژی زیاد الکترونهایی که درآن به دام افتاده‌اند، بسیار خطرناک هستند. تمام الکترونهای با انرژی بالای Kev 10 به دیواره‌ها و هر ماده فلزی سفینه فضایی ضربه زده و باعث تشعشع ناشی از توقف می‌شود و اشعه حاصل شبیه به ذرات ، ماده سلولها و بدن انسان را یونیزه کرده و سبب هلاک وی می‌گردد.

ساده‌ترین روش برای حفظ سرنشینان سفینه از تشعشعات مذکور افزایش ضخامت دیواره‌های سفینه و احاطه کردن آن ، مثلا با یک لایه ضخیم سرب می‌باشد و این بطور اجتناب ناپذیری کشتی فضایی را سنگین خواهد کرد. به تناسب فشار خارجی ، دانشمندان کوشش می‌کنند این اشکال را با قرار دادن یک میدان مصنوعی مغناطیسی یا الکتریکی در اطراف سفینه فضایی ، برطرف نمایند (شبیه به زمین). این میدان آنقدر قوی است که تمام ذرات مهاجم را دفع می‌کند.

در عین حال دانشمندان در حال تحقیق روشهای دیگر حفاظت می‌باشند. برای مثال داروهایی که اثرات مضر تشعشع را به روی سلولهای ارگانیسم محو کرده و یا به تندی کاهش دهد. بعضی دانشمندان معتقدند که اگر سرنشینان سفینه را در خواب هیپنوتیک فرو برند و یا به حالت آنابیوز سرد نمایند، در آن حال تمامی عوارض حیاتی بدن به مقدار زیادی کند شده و در نتیجه مقدار اکسیژن مصرفی کاهش یافته و ضرر تحمیلی حاصل از تشعشعات یونیزه کننده بر سلولها کم می‌شود.

زمین را علاوه بر میدان مغناطیسی، دو کمربند از ذرات باردار پرانرژی احاطه کرده است. این کمربندها بیشتر متشکل از پروتون ها و الکترون های پرانرژی است که در میدان مغناطیسی زمین به دام افتاده اند.

این کمربندها به اسم فیزیکدان آمریکایی جیمز آ.وان آلن نامیده شده است، در ضمن یکی از برنامه های تحقیقاتی ماهواره اکسپلورر 1 در 1958 کشف شد و سپس با اطلاعاتی که پایونیر 3 در 1959 بدست آورد مورد تایید قرار گرفت. کمربندها به شکل چنبره اند. کمربند داخلی به فاصله 3،200 کیلومتری و کمربند بیرونی در 16،000 کیلومتری سطح زمین قرار دارد.

پروتون ها و الکترون های پر انرژی به دام افتاده، مسیری مارپیچی را به دور خطوط نیروی مغناطیسی زمین می پیمایند و در چند روز یا چند هفته ای که در دام افتاده اند، میان دو نیمکره رد و بدل می شوند.[1]

گرچه همه پروتون ها و الکترون ها در سرتاسر مغناطیس سپهر پیدا شده اند، اما دو کمربند متمایز وجود دارد: 1) کمربند داخلی کوچک بین شعاع زمین تا 2 برابر شعاع زمین، جایی که پروتون های با انرژی 50 مگاالکترون ولت و الکترون های با انرژی بیشتر از 30 مگاااکترون ولت قرار دارند و یک شکاف مشخص و 2) کمربند خارجی بزرگ بین 3 تا 4 برابر شعاع کره زمین، جایی که پروتون ها و الکترون های کم انرژی جمع شده اند. کمربند داخل نسبتا پایدار است، اما تعداد ذرات در کمربند خارجی با سازه 100 تغییر می کند. ذرات به دام افتاده در کمربندها از باد خورشیدی و از پرتوهای کیهانی که در بالای جو زمین برهم کنش می کنند، می آیند.

ذرات باردار که در کمربندها به دام افتاده اند در امتداد خطوط نیروی مغناطیسی حرکت مارپیچی انجام می دهند ( با دوره های تناوب از 0/1 تا 3 ثانیه ) و بین نقاط آینه ای شمالی و جنوبی رفت و برگشت می کند. پروتون ها و الکترون ها به علت بارهای مخالفشان در جهات مخالف جابه جا می شوند.[2]

منابع

[1]. کتاب نجوم به زبان ساده / نویسنده:مایر دگانی / مترجم:محمدرضا خواجه پور / نشر:موسسه جغرافیایی و کارتوگرافی گیتاشناسی / چاپ هشتم(از ویرایش جدید)، نوروز 1390 / صفحه 264

[2]. کتاب نجوم و اختر فیزیک مقدماتی-جلد اول / نویسندگان:زیلیک و اسمیت / مترجمان:دکتر جمشید قنبری و دکتر تق عدالتی / ناشر:دانشگاه امام رضا(ع) / چاپ سوم-1384 / صفحات 160 الی 161

در تفسیر سوره ق

جلسه دوازدهم

در المیزان در ما نحن فیه در بحث روایی فرموده اند : في الدر المنثور، أخرج ابن أبي حاتم عن ابن عباس قال : خلق الله تعالى من وراء هذه الأرض بحرا محيطا بها ثم خلق من وراء ذلك جبلا يقال له : ق السماء الدنيا مترفرفة عليه، ثم خلق من وراء ذلك الجبل أرضا- مثل تلك الأرض سبع مرات- ثم خلق من وراء ذلك بحرا محيطا بها، ثم خلق من وراء ذلك جبلا يقال له ق- السماء الثانية مترفرفة عليه حتى عد سبع أرضين- و سبعة أبحر و سبعة أجبل و سبع سماوات. قال: و ذلك قوله : وَ الْبَحْرُ يَمُدُّهُ مِنْ بَعْدِهِ سَبْعَةُ أَبْحُر
ٍو فيه، أخرج ابن المنذر و ابن مردويه و أبو الشيخ و الحاكم عن عبد الله بن بريدة" في قوله تعالى: «ق» قال: جبل من زمرد محيط بالدنيا عليه كنفا { دو طرف} السماء
و فيه، أخرج ابن أبي الدنيا في العقوبات، و أبو الشيخ في العظمة، عن ابن عباس قال : خلق الله جبلا يقال له ق محيط بالعالم و عروقه { ریشه ها و رگهای این کوه } إلى الصخرة التي عليها الأرض فإذا أراد الله أن يزلزل قرية أمر ذلك الجبل فحرك العرق الذي يلي { مربوط } تلك القرية فيزلزلها و يحركها فمن ثم تحرك القرية دون القرية
أقول: و روى القمي مرسلا و مضمرا و قال : جبل محيط بالدنيا وراء يأجوج و مأجوج
در پایان فرموده اند : و كيفما كان لا تعويل على هذه الروايات { که قاف را کوهی محیط به دنیا دانسته اند } و بطلان ما فيها يكاد يلحق اليوم بالبديهيات أو هو منها
( یکی از حاضران : علامه در اول سوره ی شوری فرموده اند : اگر یکی دو تا چیز در روایات نبود ، می توانستیم جبل را به معنای جوّ بگیریم ) بله آنجا روایتی رااز معانی الاخبار بتمامه نقل میکنند که در قسمتی از آن فرموده : أما ق فهو الجبل المحيط بالأرض و خضرة السماء منه و به يمسك الله الأرض أن تميد بأهله { به وسیله این کوه خداوند نگه می دارد زمین را از اینکه اهلش را پخش و پلا بکند . مثل یک میخ { وتّد بالصخور میَدان ارضه } ... بعد علامه می فرمایند :
و الروايات بظاهرها أشبه بالإسرائيليات { که حالت قصه گویی داشته و قصاصین داخل در روایات اسلامی کرده اند } و لو لا قوله: « و به يمسك الله الأرض أن تميد بأهلها » لأمكن حمل قوله: «و أما ق فهو الجبل المحيط بالدنيا و خضرة السماء منه » على إرادة الهواء المحيط بالأرض بضرب من التأويل { چون در کراتی که جو ندارند ، آسمان به این صورت کبود و آبی رنگ دیده نمی شود . رنگ آسمان مربوط به جو و انعکاس نور در این فضای هزار کیلومتر است . در بقیه ی کرات خورشید و ستارگان فقط به صورت یک نقطه ی نورانی دیده می شوند و فضا این طور روشن نمی شود . روشنی جو از بازتاب نوری است که در آتمسفر صورت می گیرد } این از فرمایش ایشان . عرض کنم : بعضی ها هم خواسته اند این مضامین را بر رشته کوههای هیمالیا تطبیق بدهند که قله اش اورست است . چون در روایات اهل سنت آمده که قاف قمّة الارض است . جایی که از همه جای زمین بلندتر است و چون از همه جا بلندتر است یک نحو احاطه دارد به زمین . در بعضی مقالات سه جور بلندی برای کوهها تصویر کرده اند . اگر سطح دریا را ملاک قرار دهیم ، بلندترین کوه اورست است . اما اگر کف دریا را ملاک بگیریم ، کوه هایی در جزایر هاوایی هست که بلندتر از اورست است البته با تفاوت کم . و اگر از مرکز زمین محاسبه کنیم ، تفاوت می کند . چون زمین تکامن دارد مثل نارنج است و دقیقا کره نیست . پس اگر کوهی در قطب باشد با اینکه در استوا باشد ، فرق می کند . لذا گفته اند : کوهی اکوادر هست که نسبت به مرکز زمین بلندترین است . بعدش گفته اند چون این کوهها ریشه در اعماق زمین دارد ، به زلزله ها هم ارتباط دارد و با تغییرات حاصل در آن کوه نقطه مناسب با آن می لرزد . آیا عرق همان گسل است ؟ گسلها را که میکشند ، شبیه رگ است . منظور از احاطه در ( محیط بالدنیا ) چگونه احاطه ای است ؟ مثلا اگر زمین را مثل یک بشقاب فرض بگیریم نه کره ، این کوه مثل سلسله جبال دور تا دور آن کشیده شده مثل یک قلعه ؟ احاطه ی دایره وار ؟ یا حالا که زمین کره است ، احاطه هم یعنی چیزی که دور تا دور کره زمین را گرفته و سبزی آسمان هم بازتاب او باشد . چگونه باید این احاطه را تصویر کنیم ؟ ( سائل : در روایت ابن عباس آمده : محیطة بالعالم ) استاد : خیلی جاها منظر از عالم عالم دنیاست . روایات متعدد است . فعلا داریم با روایات آشنا می شویم . خلاصه عده ای تلاش کرده اند این روایات را با بعضی از مباحث علمی توجیه کنند

کمربند آلن؛ ق

شاید پنجاه شصت سال نباشد که کمربند آلن کشف شده است . آلن کشف کرد که کمربندی دور کره ی زمین است به صورت احاطه ی کمربندی . یک کمربند مغناطیسی ی بسیار قوی که اگر نبود ، زندگی روی زمین ممکن نبود . عمده امواج مغناطیسی که از اشعه های کیهانی به زمین می رسد و کشنده است ، با این کمربند جذب می شود و این کمربند باعث حفظ حیات کره ی زمین است . { من نمی خوام تطبیق کنند . بلکه فقط مواردی که می توانند کاندید احاطه بشوند را ذکر می کنم }

یکی دیگر از کاندید ها قفقاز است که در اصل قافقاز بوده { کاف کوه : کوه کاف } در زمان کوروش و در فارسی قدیم به کوههای قفقاز می گفتند : کاپ کوه { پ جای ف زیاد استعمال می شده } چون آنجا بالاترین جا بوده و پشتش تمدن حسابی نبوده است . البته من فقط دارم نقل می کنم . بعضی هم دماوند را کوه قاف می دانند . در سایت تبیان مقاله است : کوه قاف در فرهنگ ها و باورها که جمع آوری خوبی کرده بود . مثلا خورشید هنگام بعد از غروب زیر این کوه استراحت می کند . تعبیراتی که ظاهری دارد که باید برای بچه ها گفت اما باطن دقیقی هم ممکن است داشته باشد . همچنین گفته اند : دو تا شهر در طرف این کوه است به نام جابقا و جابلسا . یک چیز جالبش این بود که گفته اند : فاصله ی این

کوه تا آسمان به اندازه ی قامت انسان است . اینها عباراتی ناقلا که می تواند اشاره به اسراری داشته باشد

جلسه پانزدهم

ند جلسه قبل روایتی خواندیم که : (ُ إِنَّ لِلَّهِ خَلْفَ هَذَا النِّطَاقِ‏ { در نسخه ای هم بود : ان الله خلق خلف هذا النطاق } زَبَرْجَدَةً خَضْرَاءَ فَمِنْ خُضْرَتِهَا اخْضَرَّتِ السَّمَاءُ ) تعبیر نطاق خیلی مهم است . نطاق به معنای کمربند است . پشت این کمر بند . راوی سوال می کند : وَ مَا النِّطَاقُ ؟ { حضرت می فرمایند : الْحِجَاب‏ ) این روایت شاید یکی از روایاتی باشد که شاهد تفسیر انفسی قاف است . روایات دیگری که خواندیم ، شاهد تفسیر آفاقی بود . چون حجاب مربوط به نفس است . خیلی دور است از محاوره ی عادی که مثلا آسمان اینجا را بگوییم حجاب است یا بگوییم : عالم فیزیکی ی محسوس ما حجاب عالم مثال منفصل است . البته مانعی ندارد ولی گویا اگر اظهر و ظاهری باشد ، اظهر این است که واژه ی حجاب برای تفسیر انفسی است . البته ابائی ندارم که خلف هذا النطاق تفسیر آفاقی برای قاف باشد . قبلا هم عرض شده که کاندیدهایی هست برای این احاطه¬ی آفاقی . یکیش کمربند آلن بود که البته قطبین کره ارض این کمربند را ندارد بلکه فقط حول استوا هست و میاد بالا و وقتی به محدوده استوا می رسیم ، دیگر این کمربند نیست یعنی این کمربند در جایی که محور مغناطیسی زمین است که همان قطبین است ، نیست . محور مغناطیسی حالت عمودی بر کمربند دارد . شبیه توپ هایی که باد می کنند و می روند درون آن و می روند توی آب . کره زمین مثل آن شخصی است که وسط این توپ است و این توپ کمربندی است که محافظ زمین است و اگر نباشد زندگی روی کره زمین ممکن نیست . این کمربند دور کره زمین به محاذات استوا زمین را احاطه کرده است . نمی خواهم بگویم منظور از نطاق در روایت ، همین کمربند آلن است . فقط خواستم بگویم اینجور تعبیری علی ایّ حال هست . حالا آیا ربطی به کمربند آلن دارد یا نه ؟ نمی دانیم . ولی این تعبیرات برای ذهن تداعی معانی می کند . اما چیزی که من می خواهم برای عرض خودم از روایت شاهد بیاورم این است که چه بسا ( خلف هذا النطاق ) و لو به معنای کمربند است ولی بعد که حضرت نطاق را به حجاب تفسیر فرمودند و کأنه اظهریتش در حالت عالم صغیر و انسان و حالت حجاب نفسانی است که تفسیر انفسی می شود برای این روایت شریفه . . .