ابر كامپيوترهاي پيشرفته برنامه ي فوق العاده اي براي شبيه سازي جت هاي انرژي كه از سياهچاله ها فوران مي كنند را دارا هستند . بيشتر اين اجرام عجيب ترين و قدرتمندترين اجسام در جهان هستند .

اين پژوهش به ما كمك مي كند تا راز چرخش سياهچاله ها را بگشائيم و هم چنين در تأييد اين نظريه كه اين اجسام توان خروجي دارند به ما كمك مي كنند . اين مطالب توسط دكتر ديويد ماير كه يك متخصص فيزيك نجومي درJPL است گفته شده است . اين مؤسسه در كاليفرنيا واقع شده است . سرپرست اين تيم تحقيقاتي دكتر شينجي كايد از دانشگاه تويوما ژاپن است .
سياهچاله ها اجرامي فوق العاده چگال و قدرتمند هستند و هيچ چيز حتي نور قادر به گريز از ميدان آنها نيست

يك سياهچاله ماده و ستاره هايي را كه به محدوده ي آن نزديك شده است به طور حريصانه اي مي بلعد . اين اجرام زماني پديد مي آيند كه ستاره اي در خود فروريزد و بميرد . راه ديگر پديد آمدن آنها اين است كه ستاره ها و سياهچاله در مركز كهكشاني همانند راه شيري در يكديگر فروريزند . سياهچاله اي بزرگ پديد آورند .

هر دو نوع اين سياهچاله ها مي توانند با سرعت بسيار زياد بچرخند و به همراه خودشان فضاي اطرافشان را بكشند . زماني كه ماده ي بيشتري در سياهچاله فرومي افتد كشش آن سرعت مي گيرد .

ستاره شناسان مدرك محكمي مبني بر وجود آنها دارند ، آنها از روي جت هاي پس زده شده و يا امواج راديويي مانند X اين اجرام شناسايي مي كنند . هرچند آنها نمي توانند به طور مستقيم آنها را مشاهده كنند .

ماير در ادامه نتايج خود افزود : ما نمي توانيم به سياهچاله ها سفر كنيم و همچنين نمي توانيم نمونه ي آنها را در آزمايشگاه بسازيم ؛ بنابراين ما از ابر كامپيوتر ها استفاده مي كنيم ، اين شبيه سازي همانند پيشگويي وضع هوا است ، در اين حالت انيميشن هاي كامپيوتري آفريده مي شوند كه وضعيت حركت هوا را پيشگويي مي كنند . اين پيش بيني ها مبني بر داده هاي ماهواره ها و اطلاعات ما از آتمسفر زمين و همچنين گرانش زمين و اثر آن مشخص مي شود .

در بيشتر اوقات دانشمندان داده ها را در زمينه ي چرخش پلاسما در سياهچاله با اطلاعات در زمينه ميدان گرانشي و ميدان مغناطيسي و اثر آنها تركيب مي كنند . دكتر كايد گفت ما نمونه اي از چرخش سياهچاله ها را با پلاسماي مغناطيسي فروافتاده در آن در دست داريم ، در نمونه شبيه سازي شده توسط ما ميدان مغناطيسي انرژي حاصل از چرخش سياهچاله را مهار مي كند .

در اين مورد جت هاي خالص انرژي الكترومغناطيسي بيرون رانده شده است كه مكان خروج قسمت بالايي قطب هاي شمال و جنوب سياهچاله هستند .قدرت اينها برابر توان خورشيد در ده ميليارد و سپس جمع يك ميليون با آنها است .

پديده جت توسط پروفسور راجر بلن فورد از مؤسسه تكنولوژي كاليفرنيا و همكارش رومان ازمجيك در دهه ي 1970 پيش بيني شد .

كامپيوترهاي جديد اين پديده را تأييد مي كنند . دانشمندان بر اين عقيده بودند كه سياهچاله هاي بزرگ كه جرمي در حدود يك يا چندين ميليارد برابر خورشيد دارند اين جت را ساطع مي كنند . در دهه ي 1990 اين مطلب نيز روشن شد كه بسياري از سياهچاله هاي كوچك واقع در سيستم هاي دوتايي نيز اين گونه جت ها را پس مي زنند .

تيم اين عمليات علاوه بر ماير و كايد كساني از جمله دكتر كينوزري شيباتا از دانشگاه كيوتو و دكتر تاكاهيرو كيودا از رصدخانه نجومي مينيكا بودند .

GPS چيست؟

GPS يا سيستم مكان يابي جهاني ،يك سيستم ناوگاني ماهواره است كه از شبكه اي با 24 ماهواره ساخته شد و بوسيله ي سازمان دفاع آمريكا در

مدار قرار گرفت. در ابتدا GPS  براي مصارف نظامي به كار گرفته مي شد اما در 1980 ، دولت آمريكا اين سيستم را براي استفاده هاي شخصي در نظر گرفت.GPS  درهر شرايط آب و هوايي و در هر جاي دنيا ،در 24 ساعت شبانه روز قابل دسترسي است و هيچ حق اشتراك يا هزينه اي براي استفاده از GPS وجود ندارد.

 GPS چگونه كار مي كند؟

ماهواره هاي GPS در يك مدار معين، زمين را دو بار در روز دور مي زنند و سيگنال هاي اطلاعاتي را به زمين ارسال مي كنند. دريافت كننده GPS اين اطلاعات را گرفته و براي محاسبه مكان دقيق كاربر از روش هاي هندسي استفاده مي كند. در اصل دريافت كننده ي GPS زمان ارسال سيگنال از ماهواره را با زمان دريافت سيگنال مقايسه مي كند. اختلاف زمان بازگو كننده ي ميزان فاصله ي ماهواره از دريافت كننده ي GPS است. با اندازه گيري فاصله، از تعدادي چند از ماهواره ها ،دريافت كننده مي تواند مكان كاربر را مشخص كرده و آن را روي نقشه ي الكترونيكي واحد نمايان كند.

يك دريافت كننده ي GPS با سيگنال هايي كه از حداكثر سه ماهواره دريافت مي كند، مي تواند مسير حركت و مختصات دو بعدي (طول و عرض) مكان را محاسبه كند. با در نظر گرفتن چهار يا بيشتر ماهواره ، دريافت كننده مي تواند مختصات سه بعدي (طول،عرض،ارتفاع) مكان كاربر را مشخص كند. زماني كه مكان كاربر مشخص شد ، GPS مي تواند ساير اطلاعات نظير:سرعت،مسير،فاصله ي پيموده شده،فاصله تا مقصد،زمان طلوع و غروب خورشيد و ... را محاسبه كند.

 دقت GPS تا چه حد است؟

امروزه دريافت كننده هاي GPS داراي دقت بي نهايت بالايي هستند و اين امر را مديون طرح كانال چند گانه موازي هستيم. دريافت كننده هاي كانال 12 موازي گارمين به محض روشن شدن سرعت بالايي در برقراري رابطه با ماهواره دارد و اين ارتباط به طور مستمر بر قرار است و حتي درختان انبوه و آسمان خراش هاي بلند مانع برقراري ارتباط نمي شوند.كارخانه هاي اتمسفريك و ديگر چشمه هاي ايجاد خطا، روي دقت دريافت كننده ي GPS تاثير مي گذلرند.  دريافت كننده هاي GPS گارمين داراي ميانگين دقت 15 متر مي با شند.دريافت كننده هاي GPS گارمين با قابليت سيستم  افزايش عرض ناحيه دقت را با ميانگين كمتر از 3 متر بهبود مي بخشد. هيچ لوازم يدكي و يا حق الزحمه اي براي استفاده از سيستم افزايش عرض ناحيه احتياج نيست.كاربران مي توانند دقت را با كمك GPS تفاضلي  بهتر كنند. به اين صورت كه سيگنال هاي GPS را تقويت مي كند و به ميانگين 3تا 5 متر مي رساند.گارد ساحلي آمريكا اغلب از سرويس تقويت كننده GPS تفاضلي استفاده مي كند. اين سيستم شامل شبكه اي از برج ها مي باشد كه سيگنال هاي GPS را دريافت كرده و سيگنالي تقويت شده به وسيله ي فرستنده هاي راديويي ارسال مي كنند. به منظور دريافت سيگنال هاي تقويت شده كاربران علاوه بر GPS به يك آنتن و دريافت كننده علايم گوناگون نياز دارند.

سيستم ماهواره اي GPS :

24 ماهواره كه بخش فضايي GPS را شامل مي شوند در مداري با فاصله ي 12 هزار مايل از زمين قرار دارند. آنها پيوسته در حال حركت بوده و در كمتر از 24 ساعت دو دور كامل مي زنند. اين ماهواره ها با سرعت تقريبي 7 هزار مايل در ساعت حركت مي كنند.

ماهواره هاي GPS به كمك انرژي خورشيد كار مي كنند. در زمان خورشيد گرفتگي و زماني كه اين انرژي وجود ندارد، آنها با بهره گيري از باطري هاي پشتيبان به كار خود ادامه مي دهند.علاوه بر اين، راكت هاي تقويت كننده ي كوچك به كمك ماهواره آمده و آن را در مسير اصلي خود قرار مي دهند.

در اينجا به حقايق جالبي در مورد ماهواره هاي GPS اشاره مي كنيم:(البته ناو استار نامي است كه سازمان دفاع آمريكا براي GPS انتخاب كرد.)

• اولين ماهواره ي GPS در سال  1978 به سوي مدار خود روانه شد.
• تمام 24 ماهواره در سال  1994 به راه افتادند.
• كارايي هر ماهواره حدود 10 سال است و جايگزين ها دائما در حال ساخته شدن و قرار گرفتن در مدار خود مي باشد.
• وزن يك ماهواره GPS در حدود دو هزار پند ( 907 كيلوگرم) است و زماني كه صفحات خورشيدي آن باز مي شود در حدود 17 فوت (8.18 متر) عرض دارد.
• قدرت فرستنده ها تنها50 وات يا كمتر است.

 سيگنال چيست؟

ماهواره هاي GPS دو سيگنال راديويي كوتاه و قوي L1 و L2 را ارسال مي كنند. GPS هاي شخصي L1 را با فركانس 1575.42 مگا هرتز روي باند UHF دريافت مي كنند. اين سيگنال ها از ميان ابر و گاز و پلاستيك عبور مي كند اما از ميان جامدات ، ساختمان ها و كوه ها نمي تواند عبور كند.يك سيگنال GPS  شامل سه بيت اطلاعات متفاوت است: يك كد تصادفي كاذب، اطلاعات زود گذر(يك روزه) و اطلاعات ساليانه.

• كد تصادفي كاذب به سادگي يك كد ID است كه ماهواره اي را كه در حال ارسال اطلاعات مي باشد را مشخص مي كند. شما مي توانيد اين عدد(كد) را هنگامي روي صفحه ماهواره واحد GPS گارمين خود ببينيد كه آن مشخص مي كند كدام يك از ماهواره ها در حال دريافت كردن آن است.

• اطلاعات زود گذر(يك روزه): مكاني را كه هر ماهواره GPS در هر ساعتي بايد داشته باشد را به دريافت كننده ي GPS نشان مي دهد.اين اطلاعات ارسال شده توسط هر ماهواره ، اطلاعات مداري مربوط به آن ماهواره و ساير ماهواره هاي واقع در سيستم را نشان مي دهد.

• اطلاعات ساليانه  كه به وسيله هر ماهواره به طور پيوسته ارسال مي شود شامل اطلاعات مهمي در رابطه با وضع ماهواره (سالم يا خراب بودن)، زمان و اطلاعات رايج است. اين بخش از سيگنال براي مشخص كردن مكان بسيار ضروري است.

چشمه هايي كه بر سيگنال هاي GPS‌ تاثير گذاشته و باعث فاسد شدن (از بين رفتن) آنها شده و در نتيجه روي دقت و صحت اطلاعات تاثير گذار است به قرار زير مي باشد:

• تاخيرات تروپوسفر (پايين ترين بخش اتمسفر) و يونسفر (يون كره): سيگنال هاي ماهواره اي به هنگام عبور از اتمسفر كند مي شوند. سيستم GPS از مدلي ساختگي استفاده مي كند تا ميانگين تاخير را محاسبه و هر چند به طور جزيي اين نوع خطا را اصلاح كند.
• سيگنال هاي چند گانه:زماني رخ مي دهد كه سيگنال هاي GPS قبل از رسيدن به دريافت كننده توسط ساختمان هاي بلند يا سطوح سنگي بزرگ، منعكس مي شوند كه اين خود باعث افزايش زمان سفر و در نتيجه ايجاد خطا مي گردد.
• خطاهاي زماني دريافت كننده: ساعت يك دريافت كننده همانند ساعت هاي اتمي ماهواره هاي GPS دقيق نيست بنابراين خطاي زيادي از لحاظ وقت و زمان ممكن است پيش آيد.
• خطاهاي مداري : اطلاعات يك روزه ممكن است كه مكان نادرستي از ماهواره را گزارش دهد كه باعث ايجاد خطا مي شود.
• تعدادي از ماهواره هاي قابل رويت ،ساختمان ها، ترن،موانع الكترونيكي و حتي بعضي اوقات درختان انبوه مي توانند سدي در برابر سيگنال ها شوند كه منجر به ايجاد خطا شده و يا مكان يابي غير ممكن مي گردد.
• هندسه ماهواره ها: اشاره به موقعيت نسبي ماهواره ها در هر زماني دارد. يك مثال كه در مورد هندسه ماهواره ها وجود دارد زماني است كه ماهواره ها در زاويه هاي عريض در ارتباط با هم قرار دارند. زماني كه ماهواره ها روي يك خط و يا گروهي كوچك قرار دارند هندسه ضعيفي را ايجاد مي كنند.
• فساد عمدي سيگنال ماهواره: قابليت استفاده از ماهواره هاي برگزيده (كه به مخفف SA گفته مي شود) كه يك فساد عمدي در سيگنال ها است ، زماني به وسيله ي سازمان دفاع آمريكا وضع شد. SA براي اين در نظر گرفته شده است تا دشمن نظامي نتواند سيگنال هاي فوق العاده دقيق GPS استفاده كند.دولت آمريكا SA را در ماه مه 2000 قطع كرد تا دقت دريافت كننده هاي GPS هاي شخصي را افزايش دهد.