سراب

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

برای دیگر کاربردها به صفحهٔ سراب (ابهام‌زدایی) مراجعه کنید.

سَراب خیال و تصویر آب یا آبادی یا واحه‌ای است که در بیابان به چشم شخص می‌آید.

با شنیدن نام سراب معمولا اولین تصاویری که به ذهن خطور می‌کند ، همان صحنه‌های خیال انگیز ویژه ازآب و تاب کارتونی هستندکه همگی کمابیش با آنها آشنا هستیم . مناطق سرسبز و زمین‌های پوشیده از نخل گرمسیری همراه آبگیر یا برکه‌ای زیبا با آب زلال که البته تمامی به محض رسیدن قهرمان داستان یکباره نیست و ناپدید می‌شوند . اما آنچه بخواهید در واقعیت و به دور از این خیال پردازی‌های سینیاتوری و استادانه سراب را بررسی کنیم باید پذیرفت که این پدیده کاملا علمی تقریبا هیچ تناسبی با شکل نمایشی و کارتونی خود ندارد. به طور کلی در بیشتر انواع این پدیده شیئی چنان بازتاب می‌یابد که گویی برکه‌ای از آب در آن مکان و زیر این شیئ وجود دارد . در واقع اگر در جستجوی یک سراب واقعی و طبیعی هستند ، باید سری به مناطق گرمسیری بزنید و معمول ترین آنها را در بزرگراه‌ها ودر سطح جاده‌های آسفالته مشاهده کنید.

فهرست مندرجات

[ویرایش] توجیه سراب از دیدگاه علمی

اصل و ریشهٔ این پدیده را باید در شیوهٔ حرکت نور در محیط‌های مختلف و به تبع آن پدیدهٔ شکست و انکسار نور بررسی کرد . همان طور که می‌دانید پرتوهای نور در عبور از محیط‌هایی با غلظت‌های متفاوت تغییر جهت داده و به عبارتی می‌شکنند ، مثل عبورنور از هوا به آب و یا از هوای گرمتر به هوای سردتر و علت هم به تغییر سرعت نور در محیط‌های متفاوت بر می‌گردد . سراب دقیقاً زمانی رخ می‌دهد که شاهد یک جابجایی و تغییر بسیار سریع در چگالی هوا و اتمسفر جو هستیم : یعنی زمانی که یک لایه هوا به مقدار نسبتا زیادی گرمتر از سطح مجاورش باشد . این اتفاق معمولا در روزهای گرم تابستان روی می‌دهد ، به شکلی که سطح یک جاده آسفالته که زیر تابش مستقیم خورشید به شدت داغ شده‌است .لایه هوایی را که دربالای آن قرار دارد ، کاملا گرم می‌کند و در نتیجه سبب ایجاد تفاوتی فاحش میان چگالی هوای این لایه و لایه‌های بالایی آن می‌شود . بدین ترتیب با عبور نور از این سطوح متفاوت جهت آن به سمت بالا تغییر می‌یابد و سراب ایجاد می‌شود. برای بارزتر شدن قضیه به این نکته توجه کنید که به طور معمول پرتوهای بازتابی از یک شیئ مثلا یک خودرو در جهت‌های متعددی درفضا حرکت می‌کنند و یک جسم تنها در زمانی قابل رویت خواهد بود که گوشه‌ای از این پرتوها با مردمک چشم برخورد کنند دریک روز کاملا ابری ، شما تنها همان نوری را می‌بینید که به طور مستقیم از جسم به سوی چشمانشان بازتاب می‌یابد ، اما در روزهای آفتابی شرایط کمی متفاوت است در اینجا آن پرتوهایی که به طور مستقیم از شیئی به سوی چشم‌ها حرکت می‌کنند همان وضعیت قبلی تکرار می‌کنند . اما علاوه بر این پرتوهایی نیز وجود دارند که به سمت زمین حرکت می‌کنند این پرتوها در عبور از لایه سردتر و چگالی تر بالایی به لایه گرمتر و سبک تر پائینی شکسته و به طرف چشمانش باز می‌تابنددر نتیجه این فرآیند ، شما شاهد ۲ تصویر یکسان از شیئ خواهید بود ، یکی روی جاده و دیگری در سطح آن مغز انسان تنها قادر به درک حرکت نور در مسیر مستقیم است ، بنابراین چنین به نظر می‌آید که در سطح جاده چاله‌ای پر از آب وجود دارد که تصویر دوم حاصل از انعکاس تصویر اول در داخل این آب است . از این نوع سراب به عنوان سراب پائینی و یا فرعی یاد می‌شود چرا که شکل گیری آن در زیر خط افق است. سرابهای بالاتر و اصلی انواعی هستند که در بالای خط افق ظاهر می‌شوند . این نوع سراب در چشم اندازهای پوشیده از یخ و یا آبهای بسیار سرد روی می‌دهد. جایی که یک لایه بسیار سردتر از هوا زیر لایه نسبتاً گرمتر قرار گرفته‌است و همین باعث می‌شود سراب خیلی بالاتر از سطح معمول آن ظاهر شود. مشاهدهٔ قایق‌هایی که در هوا شناورند بر اثر همین شکل سراب است . در این نوع معمولاً شیئ بازتابی از اندازه‌های اولیهٔ خود خارج شده و تصویری غیر واقعی و بسیار بزرگتر را به نمایش می‌گذارد.

[ویرایش] سراب کیهانی

با وجود پیشرفت‌های زیادی در زمینه کیهان شناسی ، معمایی که هنوز هم حل نشده ، مقدار چگالی ماده موجود در جهان است. چون قسمت نامشخصی از ماده بصورت نامرئی است، امکان دستیابی به مقدار آن برای اخترشناسان تقریبا غیر ممکن است. ولی اخیرا آنها پدیده تازه‌ای کشف کرده‌اند که نوید روشن کردن بسیاری پرسشها را پیرامون مقدار تام ماده مرئی و نامرئی در کائنات و پراکندگی آن را در فضا به ما می‌دهد. این کشف عبارتست از پدیده سرابهای جاذبه‌ای.

[ویرایش] سراب‌های گرانشی

«سرابهای جاذبه‌ای» زمانی حاصل می‌شوند که دو ستاره یا بیشتر که در فاصله‌های متفاوتی از زمین واقع شده‌اند، بصورت کامل با کره زمین روی یک خط قرار گیرند و بنظر برسد که در آسمان باهم برخورد کرده‌اند. روشنایی دورترین ستاره برای رسیدن به ما باید از میدان گرانشی نزدیکترین ستاره بگذرد و در این عبور منحرف می‌شود. این انحراف روشنایی یک تغییر شکل و حتی نوعی تکثیر تصویر از ستاره پدید می‌آورد. پیش بینی سراب جاذبه‌ای آلبرت انیشتین در سال ۱۹۳۶ با استفاده از نسبیت عمومی نشان داد که اگر از دید ناظر رصد کننده ، دو ستاره با کره زمین روی یک خط قرار گیرند، دورترین ستاره علاوه بر تصویر عادی خود که یک نقطه‌است، تصویر دیگری به شکل یک حلقه نورانی در اطراف آن نقطه روشن ، پیدا خواهد کرد. این حلقه نورانی ، نوعی سراب کیهانی و نوعی توهم بصری است زیرا در عالم حقیقت وجود ندارد. آلبرت انیشتین همخط شدن دو ستاره با زمین را امری بسیار غیر محتمل می‌دانست و این پدیده را فقط بصورت تئوری ارایه داده بود.

[ویرایش] عدسی گرانشی

در پدیده سراب کیهانی ، ستاره نزدیکتر که قوه جاذبه آن ، روشنایی ستاره دورتر را منحرف می‌کند، «عدسی جاذبه‌ای» نامیده می‌شود. این ستاره مانند عدسی عینک ، روشنایی ستاره را منحرف می‌کند تا سراب جاذبه‌ای را پدید آورد. یک سال بعد از ارایه نظریه آلبرت انیشتین ، «فریتز زوایکی» همان کسی که موضوع ماده نامرئی را مطرح کرد با قبول تئوری آلبرت انیشتین ، به جای ستاره‌ها ، کهکشانها و انبوه‌های کهکشانی را به عنوان عدسی گرانشی پیشنهاد کرد. کشف سراب کیهانی ۴۲سال بعد از ارائه این نظریات ، در سال ۱۹۷۹ یک جفت کویزار اجسام ستاره مانند بسیار دور کشف شد که خیلی به هم نزدیک و شبیه بودند. فیزیکدانان بر این اعتقاد شدند که این شباهت حیرت انگیز حاصل تصادف نیست، یکی از این کویزارها می‌تواند سراب گرانشی کویزار دیگر باشد، ولی در این مورد باید عدسی گرانشی آنرا هم کشف می‌کردند. پس از رصدهای دقیق ، کهکشانی کشف شد که روی یکی از کویزارها قرار گرفته بود. بدین ترتیب نخستین سراب کیهانی کشف شد. در واقع آنچه دیده می‌شد یک کویزار بیش نبود، و کهکشانی که بین این کویزار و زمین بصورت هم خط واقع شده بود، به عنوان عدسی گرانشی عمل کرده و دومین کویزار را بصورت سراب پدید آورده بود. پس از آن سرابهای دیگری نیز کشف شد. حتی حلقه‌های نورانی که آلبرت انیشتین پیش بینی کرده بود در جهت انبوه‌های کهکشانی دیده شدند. رابطه بین سراب کیهانی و ماده نامرئی یک سراب کیهانی ، حاصل و نتیجه تداخل عمل پیچیده میان روشنایی یک جسم نورانی سماوی «ستاره ، کویزار ، کهکشان یا انبوه کهکشانها) و میدان گرانشی یک عدسی گرانشی است. میدان جاذبه به توده تمام ماده (مرئی یا نامرئی) و تقسیم پراکندگی فضایی آن در عدسی بستگی دارد. از طرف دیگر ، مسیر روشنایی نیز تحت تاثیر میدان جاذبه گرانشی تمام مواد بین کهکشانی (مرئی یا نامرئی) است که می‌تواند میان جسم نورانی و عدسی و میان عدسی و زمین وجود داشته باشد. بنابراین سرابهای کیهانی قادرند مارا نه تنها در مورد توده نامرئی در عدسیها ، بلکه درباره فضای میان کهکشانی نیز آگاه سازند. ولی یافتن سرابهای کیهانی کار آسانی نیست و مقدار سرابهایی که تا کنون یافته شده‌اند، انگشت شمار می‌باشند. این کمیابی دلیل آنست که فضای میان کهکشانی نمی‌تواند پر از سیاهچاله‌های یک تکه توده‌دار (حدود یک میلیارد برابر توده خورشید) باشد، زیرا این سیاهچاله‌ها عدسیهای گرانشی بسیار خوبی هستند. فیزیکدانها امیدوارند با کشف سرابهای کیهانی ، بیشتر اسرار توده نامرئی کائنات را آشکار کنند سراب معمولا اولین تصاویری که به ذهن خطور می‌کند ، همان صحنه‌های خیال انگیز ویژه ازآب و تاب کارتونی هستندکه همگی کمابیش با آنها آشنا هستیم . مناطق سرسبز و زمین‌های پوشیده از نخل گرمسیری همراه آبگیر یا برکه‌ای زیبا با آب زلال که البته تمامی به محض رسیدن قهرمان داستان یکباره نیست و ناپدید می‌شوند . اما آنچه بخواهید در واقعیت و به دور از این خیال پردازی‌های سینیاتوری و استادانه سراب را بررسی کنیم باید پذیرفت که این پدیده کاملا علمی تقریبا هیچ تناسبی با شکل نمایشی و کارتونی خود ندارد. به طور کلی در بیشتر انواع این پدیده شیئی چنان بازتاب می‌یابد که گویی برکه‌ای از آب در آن مکان و زیر این شیئ وجود دارد . در واقع اگر در جستجوی یک سراب واقعی و طبیعی هستند ، باید سری به مناطق گرمسیری بزنید و معمول ترین آنها را در بزرگراه‌ها ودر سطح جاده‌های آسفالته مشاهده کنید.