وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
تفاوت اشکال ظاهری کهکشان های صدفی(shell galaxies)، باعث ایجاد سوالاتی در حوزه نجوم درباره نحوه تشكیل، رفتار و تحول زمانی آنها شده است. اطراف این کهکشان ها با قوس هایی روشن، که قسمتی از دایره های متحدالمرکز هستند، احاطه شده است. ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : نگار تجملیان
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

کهکشان های صدفی، دستاورد برتر دوره دوم دبیرستان فرزانگان1 در بخش سمینار

کهکشان های صدفی، دستاورد برتر دوره دوم دبیرستان فرزانگان1 در بخش سمینار

دوازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.

در این دوره از جشنواره تعداد 126  گروه در بخش های سمینار های علمی، غرفه های نمایشگاهی و مسابقات به عنوان گروه های برتر، برگزیده و معرفی شدند.

بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.

مقطع: دوره دوم متوسطه

موضوع: کهکشان های صدفی، آونگ های فضایی

نام مدرسه: دبیرستان فرزانگان 1

نام استاد: خانم هاجر وکیلی

دانش آموزان: نرگس فتحی، مریم کشاورز

چکیده:

تفاوت اشکال ظاهری کهکشان های صدفی(shell galaxies)، باعث ایجاد سوالاتی در حوزه نجوم  درباره نحوه تشكیل، رفتار و تحول زمانی آنها شده است. اطراف این کهکشان ها با قوس هایی روشن، که قسمتی از دایره های متحدالمرکز هستند، احاطه شده است. 

مقبول ترین نظریه توجیه كننده نحوه تشكیل كهكشان های صدفی بیان می كند كه گاهی برخورد دو كهكشان، منجر به نوسان ستاره های كهكشان كوچكتر داخل کهکشان بزرگتر در جهات مختلف و پدید آمدن لایه های روشن در اطراف آن می شود که ظاهری شبیه مقطع برش خورده صدف به کهکشان می بخشد.

با توجه به اهمیت آموزش و كلیدی بودن سهولت و جذابیت در این امر و پیچیدگی نسبی بسیاری از مفاهیم و پدیده هایی كه دانشمندان علم نجوم درباره آن نظریه پردازی می کنند، در این پژوهش با ارائه ی روش هایی ملموس و آشنا به شبیه سازی این پدیده به هدف درك عمیقتر دانش آموزان و علاقه مندان به رشته ی نجوم پرداختیم. با این هدف گروه به ایده پردازی، طراحی و اجرای روش هایی خلاقانه پرداخت كه بتوان به وسیله آن ها، روند تشكیل كهكشان های صدفی را شبیه سازی كرد. به طوری كه در این روش ها، علاوه بر به كاربردن ابزاری  ساده، در دسترس و كم هزینه از مفاهیمی بسیار ساده  و آشنا استفاده شده است تا بتواند به راحتی مورد استفاده دانش آموزان قرار گیرد.

روش های انجام شده شامل شبیه سازی حرکت ستارگان و تشکیل لایه ها با برنامه نویسی کامپیوتری و سپس طراحی و ساخت سازه آونگی است. همچنین با طراحی و ساخت وسیله ای برای عبور دادن مایع رنگی از شلنگ مخصوص سرم پزشكی كه به شكل نمودار سینوسی خمیده شده به هدف تجسم نمودار مكان زمان ستارگان این كهكشان ها طرح کاملی برای درک فرآیند ساخته شد. نتایج کار به وضوح فرآیند تشکیل لایه ها و تحول آن ها با زمان را نشان می دهد. به این ترتیب فرآیندی پیچیده را با استفاده از وسایل فیزیکی ساده و آشنا شبیه سازی و تجسم کردیم.

مقدمه:

با توجه به تفاوت ‌های بسیار محیط كیهان و رفتار ذرات در آن، با آنچه بر روی كره‌ زمین شاهد آن هستیم‌، رشته‌ نجوم یحتمل برای دانش آموزان تازه وارد پیچیده و نا آشنا جلوه می كند. از جمله نحوه‌ تشكیل كهكشان ها و تاثیرات جاذبه بر رفتار ذرات در فضا. به این ترتیب ساده، شیرین، گیرا و ملموس كردن مفاهیم حوزه‌ نجوم برای نوآموزان از اهمیت به خصوصی برخوردار است.

با توجه به اهمیت آموزش و كلیدی بودن سهولت و جذابیت در این امر، در این پژوهش، گروه تلاش كرد كه با شبیه سازی نحوه  تشكیل این كهكشان ها با استفاده از پدیده های فیزیكی ساده‌ موجود در پیرامون و حتی زندگی روزمره كه برای نوآموزان رفتار آشنایی دارند، به سهم خود، بر یادگیری سریع تر، روان تر و جذاب تر دانش آموزان و علاقه مندان به این رشته، تاثیری مثبت داشته باشد.

بیان مساله:

تفاوت آشکار اشکال ظاهری گروهی از کهکشان ‌ها که امروزه آن ها را با نام کهکشان های صدفی می شناسیم باعث ایجاد سوالاتی در ذهن دانشمندان حوزه نجوم شده است. از میان این تفاوت ها می توان به ظاهر این کهکشان ها که مانند قسمت هایی از دایره های متحدالمرکز روشن است اشاره کرد. اندیشمندان تلاش کرده اند که وجود این تفاوت ها را با طرح تئوری ‌هایی پیرامون نحوه شکل گیری این دسته از کهکشان ها توجیه کنند.

اهمیت و ضرورت طرح:

با توجه به درک محدود انسان از محیط و پدیده های پیرامونش، دلایل و توجیهاتی که وی درباره مشاهدات خود بیان می کند، قطعی و کامل نبوده و همواره با کشفیات تازه به نقص های نظریات موجود قبلی پی می برد و سعی در رفع اشکال از آنها می کند. پس همیشه این امکان وجود  دارد که با گذشت زمان و پیشرفت دانش بشر، خط بطلانی بر تئوری های پیشین کشیده شود.

این مسئله درباره علومی مانند علم نجوم جلوه دوچندانی دارد، چرا که این شاخه از دانش، کمتر محسوس است و از آنجا که بسیاری از محاسباتی که برای توجیه پدیده ها روی کره زمین نتیجه می دهد، به دلیل تفاوت شرایط در فضا ، احتمال خطای فراوانی دارد.

ولی با وجود همه این ها، با توجه به نیاز انسان به شناخت محیط به منظور خداشناسی، بهبود زندگی، پیش بینی رویداد ها و انجام مقدمات و پیشگیری های لازم، محافظت از خود و... بشر ناچار است با همین توانایی ها‌ی محدود و با استفاده از دانش و اطلاعات قبلی برای اصلاح نظریات علمی تلاش کند. اینگونه مسائل نجومی نیز از این قاعده مستثنا نیستند.

در این طرح با توجه به شباهت احتمالی نحوه شکل گیری کهکشان های صدفی و نوسانات آونگ، با ساخت انواع آونگ، الگویی برای درک بهتر نحوه تکوین این کهکشان ها یافتیم.

اهداف طرح:

هدف این طرح بررسی کهکشان های صدفی و عملکرد آن ها به کمک مدل سازی می باشد . با مدل سازی کهکشان های صدفی، تحلیل و بررسی راحت تر خود کهکشان ها و قوانین حاکم بر آن ها مهیا می شود. همچنین از هدف های کاربردی این طرح می توان به کمک آن به فهم و درک مساله ای پیچیده با روشی ساده به هدف آموزش سریع تر، روان تر و عمیق تر اشاره کرد. استفاده از ملموسات دانش آموزان، مانند الگوی نوسان آونگ که غالب دانش آموزان با آن آشنایی لازم را دارند، سبب بالا تر رفتن انگیزه و یادگیری شیرین خواهد شد. به علاوه، به کارگیری خلاقانه از نمودار مکان -زمان و تجسم آن  ان شاءالله به تفکر مضاعف  و درک ژرف تر دانش آموزان درباره ی نمودار، و نحوه ی استفاده مفید تر از اطلاعات موجود در  آن خواهد انجامید.

در مرحله ی بعد دانش آموزان می توانند با ایجاد تغییر در مشخصات سازه شرایط مختلف  و اثر آن روی شکل لایه را بررسی کنند. همچنین از مدل سازی انجام شده در این طرح در پژوهش های آینده به منظور مطالعه عمیق تر کهکشان های صدفی و روابط بین آن ها و اجرام آسمانی دیگر استفاده کرد. مقایسه کهکشان های صدفی با نظریه های موجود با استفاده از مدل سازی آن ها می تواند خلل ها و کمبود های پژوهش ها و نظریه های موجود را نمایان کند.

سوالات  پژوهش:

از سوالات مهم گروه در آستانه انجام این پژوهش این بود كه چگونه و با چه روش هایی می توان با حداقل امكانات، روند تشكیل كهكشان های صدفی را شبیه سازی كرد.

سپس گروه با چالش ها و سوالات جزئی تری روبه رو شد. برای مثال اینكه زاویه حرکت دادن آونگ ها و همچنین طول نخ آونگ ها باید چگونه باشد و... . 

کهکشان های صدفی، دستاورد برتر دوره دوم دبیرستان فرزانگان1 در بخش سمینار

منابع:

1. کارول ، برادلی  ؛ استلی ، دیل. کتاب اختر فیزیک جدید. ترجمه جمشید قنبری و سعیده حسابی، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، چاپ دوم

2. Prieur,J-L,”Status of shell galaxies.”Dynamics and Interactions of Galaxies.Springer Berlin Heidelberg,1990.72-83.

3. Ebrova,Ivana.”Shell galaxies:kinematical signature of shells,satellite galaxy disruption and dynamical friction.”arXiv preprint arXiv: 1312.1643(2013(

برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.

 بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تهیه: نگار تجملیان- تنظیم: نسرین صادقی

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین