طيف سنجي جرمي :

تاريخچه
اصول طيف سنجي جرمي ، جلوتر از هر يك از تكنيكهاي دستگاهي ديگر ، بنا نهاده شده است. تاريخ پايه گذاري اصول اساسي آن به سال 1898 بر مي‌گردد. در سال 1911 ، "تامسون" براي تشريح وجود نئون-22 در نمونه‌اي از نئون-20 از طيف جرمي استفاده نمود و ثابت كرد كه عناصر مي‌توانند ايزوتوپ داشته باشند. تا جايي كه مي‌دانيم، قديميترين طيف سنج جرمي در سال 1918 ساخته شد.

اما روش طيف سنجي جرمي تا همين اواخر كه دستگاههاي دقيق ارزاني در دسترس قرار گرفتند، هنوز مورد استفاده چنداني نداشت. اين تكنيك با پيدايش دستگاههاي تجاري كه بسادگي تعمير و نگهداري مي‌شوند و با توجه به مناسب بودن قيمت آنها براي بيشتر آزمايشگاههاي صنعتي و آموزشي و نيز بالا بودن قدرت تجزيه و تفكيك ، در مطالعه تعيين ساختمان تركيبات از اهميت بسياري برخوردار گشته است.
اصول طيف سنجي جرمي

به بيان ساده ، طيف سنج جرمي سه عمل اساسي را انجام مي‌دهد:

مولكولها توسط جراياناتي از الكترونهاي پرانرژي بمباران شده و بعضي از مولكولها به يونهاي مربوطه تبديل مي‌گردند. سپس يونها در يك ميدان الكتريكي شتاب داده مي‌شوند.

يونهاي شتاب داده شده بسته به نسبت بار/جرم آنها در يك ميدان مغناطيسي يا الكتريكي جدا مي‌گردند.

يونهاي داراي نسبت بار/جرم مشخص و معين توسط بخشي از دستگاه كه در اثر برخورد يونها به آن ، قادر به شمارش آنها است، آشكار مي‌گردند. نتايج داده شده خروجي توسط آشكار كننده بزرگ شده و به ثبات داده مي‌شوند. علامت يا نقشي كه از ثبات حاصل مي‌گردد يك طيف جرمي است، نموداري از تعداد ذرات آشكار شده بر حسب تابعي از نسبت بار/جرم.

دستگاه طيف سنج جرمي

هنگامي كه هر يك از عمليات را بدقت مورد بررسي قرار دهيم، خواهيم ديد كه طيف سنج جرمي واقعا پيچيده‌تر از آن چيزي است كه در بالا شرح داده شد.

سيستم ورودي نمونه

قبل از تشكيل يونها بايد راهي پيدا كرد تا بتوان جرياني از مولكولها را به محفظه يونيزاسيون كه عمل يونيزه شدن در آن انجام مي‌گيرد، روانه ساخت. يك سيستم ورودي نمونه براي ايجاد چنين جرياني از مولكولها بكار برده مي‌شود. نمونه‌هايي كه با طيف سنجي جرمي مورد مطالعه قرار مي‌گيرند، مي‌توانند به حالت گاز ، مايع يا جامد باشند. در اين روش بايد از وسايلي استفاده كرد تا مقدار كافي از نمونه را به حالت بخار در آورده ، سپس جرياني از مولكولها روانه محفظه يونيزاسيون شوند.

در مورد گازها ، ماده ، خود به حالت بخار وجود دارد. پس ، از سيستم ورودي ساده‌اي مي‌توان استفاده كرد. اين سيستم تحت خلاء بوده، بطوري كه محفظه يونيزاسيون در فشاري پايينتر از سيستم ورودي نمونه قرار دارد.

روزنه مولكولي
نمونه به انبار بزرگتري رفته كه از آن ، مولكولهاي بخار به محفظه يونيزاسيون مي‌روند. براي اطمينان از اينكه جريان يكنواختي از مولكولها به محفظه يونيزاسيون وارد مي‌شود، قبل از ورود ، بخار از ميان سوراخ كوچكي كه "روزنه مولكولي" خوانده مي‌شود، عبور مي‌كند. همين سيستم براي مايعات و جامدات فرار نيز بكار برده مي‌شود. براي مواد با فراريت كم ، مي‌توان سيستم را به گونه‌اي طراحي كرد كه در يك اجاق يا تنور قرار گيرد تا در اثر گرم كردن نمونه ، فشار بخار بيشتري حاصل گردد. بايد مراقب بود كه حرارت زياد باعث تخريب ماده نگردد.

در مورد مواد جامد نسبتا غير فرار ، روش مستقيمي را مي‌توان بكار برد. نمونه در نوك ميله‌اي قرار داده مي‌شود و سپس از يك شير خلاء ، وارد محفظه يونيزاسيون مي‌گردد. نمونه در فاصله بسيار نزديكي از پرتو يونيزه كننده الكترونها قرار مي‌گيرد. سپس آن ميله ، گرم شده و توليد بخاري از نمونه را كرده تا در مجاورت پرتو الكترونها بيرون رانده شوند. چنين سيستمي را مي‌توان براي مطالعه نمونه‌اي از مولكولهايي كه فشار بخار آنها در درجه حرارت اتاق كمتر از 9 - 10 ميليمتر جيوه است، بكار برد.

محفظه يونيزاسيون
هنگامي كه جريان مولكولهاي نمونه وارد محفظه يونيزاسيون گشت ، توسط پرتوي از الكترونهاي پرانرژي بمباران مي‌شود. در اين فرآيند ، مولكولها به يونهاي مربوطه تبديل گشته و سپس در يك ميدان الكتريكي شتاب داده مي‌شوند. در محفظه يونيزاسيون پرتو الكترونهاي پرانرژي از يك "سيم باريك" گرم شده ساطع مي‌شوند. اين سيم باريك تا چند هزار درجه سلسيوس گرم مي‌شود. به هنگام كار در شرايطي معمولي ، الكترونها داراي انرژي معادل 70 ميكرون - ولت هستند.

اين الكترونهاي پرانرژي با مولكولهايي كه از سيستم نمونه وارد شده‌اند، برخورد كرده و با برداشتن الكترون از آن مولكولها ، آنها را يونيزه كرده و به يونهاي مثبت تبديل مي‌كنند. يك "صفحه دافع" كه پتانسيل الكتريكي مثبتي دارد، يونهاي جديد را به طرف دسته‌اي از "صفحات شتاب دهنده" هدايت مي‌كند. اختلاف پتانسيل زيادي (حدود 1 تا 10 كيلو ولت) از اين صفحات شتاب دهنده عبور داده مي‌شود كه اين عمل ، پرتوي از يونهاي مثبت سريع را توليد مي‌كند. اين يونها توسط يك يا چند "شكاف متمركز كننده" به طرف يك پرتو يكنواخت هدايت مي‌شوند.

بسياري از مولكولهاي نمونه به هيچ وجه يونيزه نمي‌شوند. اين مولكولها بطور مداوم توسط مكنده‌ها يا پمپهاي خلا كه به محفظه يونيزاسيون متصل نيستند، خارج مي‌گردند. بعضي از اين مولكولها از طريق جذب الكترون به يونهاي منفي تبديل مي‌شوند. اين يونهاي منفي توسط صفحه دافع جذب مي‌گردند. ممكن است كه بخش كوچكي از يونهاي تشكيل شده بيش از يك بار داشته باشند، (از دست دادن بيش از يك الكترون) اينها مانند يونهاي مثبت تك ظرفيتي ، شتاب داده مي‌شوند.

پتانسيل يونيزاسيون
انرژي لازم براي برداشتن يك الكترون از يك اتم يا مولكول ، پتانسيل يونيزاسيون آن است. بسياري از تركيبات آلي داراي پتانسيل يونيزاسيوني بين 8 تا 15 الكترون ولت هستند. اما اگر پرتو الكترونهايي كه به مولكولها برخورد مي‌كند، پتانسيلي معادل 50 تا 70 الكترون ولت نداشته باشد، قادر به ايجاد يونهاي زيادي نخواهد بود. براي ايجاد يك طيف جرمي ، الكترونهايي با اين ميزان انرژي براي يونيزه كردن نمونه بكار برده مي‌شوند.

تجزيه گر جرمي
پس از گذر كردن از محفظه يونيزاسيون ، پرتو يونها از درون يك ناحيه كوتاه فاقد ميدان عبور مي‌كند. سپس آن پرتو ، وارد "تجزيه گر جرمي" شده كه در آنجا ، يونها بر حسب نسبت بار/جرم آنها جدا مي‌شوند. انرژي جنبشي يك يون شتاب داده شده برابر است با:

12mv2=ev

كه m جرم يون ، v سرعت يون ، e بار يون و V اختلاف پتانسيل صفحات شتاب دهنده يون است.

در حضور يك ميدان مغناطيسي ، يك ذره باردار مسير منحني شكلي را خواهد داشت. معادله‌اي كه شعاع اين مسير منحني شكل را نشان مي‌دهد به صورت زير است:

(r =MV)/eH

كه r شعاع انحناي مسير و H قدرت ميدان مغناطيسي است.

اگر اين دو معادله را براي حذف عبارت سرعت تركيب كنيم، خواهيم داشت:

اين معادله مهمي است كه رفتار و عمل يك يون را در بخش تجزيه‌گر جرمي يك طيف سنج جرمي توجيه مي‌كند.


طيف سنج جرمي

تجزيه گر جرمي و قدرت تفكيك
از معادله فوق چنين بر مي‌آيد كه هر قدر ، مقدار m/e بزرگتر باشد، شعاع انحناي مسير نيز بزرگتر خواهد بود. لوله تجزيه‌گر دستگاه طوري ساخته شده است كه داراي شعاع انحناي ثابتي است. ذره‌اي كه نسبت m/e صحيحي داشته باشد، قادر خواهد بود تا طول لوله تجزيه‌گر منحني شكل را طي كرده ، به آشكار كننده نمي‌رسند. مسلما اگر دستگاه ، يونهايي را كه جرم بخصوصي دارند، نشان دهد. اين روش چندان جالب نخواهد بود.

بنابراين بطور مداوم ، ولتاژ شتاب دهنده يا قدرت ميدان مغناطيسي تغيير يافته تا بتوان كليه يونهايي كه در محفظه يونيزاسيون توليد گشته‌اند را آشكار ساخت. اثري كه از آشكار كننده حاصل مي‌گردد، بصورت طرحي است كه تعداد يونها را بر حسب مقدار m/e آنها رسم مي‌كند. فاكتور مهمي كه بايد در يك طيف سنج جرمي در نظر گرفتن قدرت تفكيك آن است. قدرت تفكيك بر طبق رابطه زير تعريف مي‌شود:

(R=M)/M

كه R قدرت تفكيك ، M جرم ذره و M∆ اختلاف جرم بين يك ذره با جرم M و ذره بعدي با جرم بيشتر است كه مي‌تواند توسط دستگاه تفكيك گردد. دستگاههايي كه قدرت تفكيك ضعيفي دارند، مقدار R آنها حداكثر 2000 در بعضي مواقع قدرت تفكيكي به ميزان پنج تا ده برابر مقدار فوق مورد نياز است.

آشكار كننده
آشكار كننده بسياري از دستگاهها ، شامل يك شمارشگر است كه جريان توليدي آن متناسب با تعداد يونهايي است كه به آن برخورد مي‌كند. با استفاده از مدارهاي الكترون افزاينده مي‌توان آن قدر دقيق اين جريان را اندازه گرفت كه جريان حاصل از برخورد فقط يك يون به آشكار كننده اندازه ‌گيري شود.

ثبات آشكار كننده
سيگنال توليد شده از آشكار كننده به يك ثبات داده مي‌شود كه اين ثبات خود طيف جرمي را ايجاد مي‌نمايد. در دستگاههاي جديد ، خروجي آشكار كننده از طريق يك سطح مشترك به رايانه متصل است. رايانه قادر به ذخيره اطلاعات بوده و خروجي را به هر دو صورت جدولي و گرافيكي در مي‌آورد. دست آخر داده‌ها با طيفهاي استاندارد ذخيره شده موجود در رايانه مقايسه مي‌گردد.

در دستگاهها قديميتر ، جريان الكتروني حاصل از آشكار كننده به يك سري از پنج گالوانومتر با حساسيتهاي متفاوت داده مي‌شود. پرتو نوري كه به آينه‌هاي متصل به گالوانومترها برخورد مي‌كند و به يك صفحه حساس به نور منعكس مي‌گردد. بدين طريق يك طيف جرمي با پنج نقش بطور همزمان ، هر يك با حساسيتي متفاوت ايجاد مي‌گردد. در حالي كه هنوز دستگاه قويترين قله‌ها را در صفحه طيف نگاه مي‌دارد، با استفاده از اين پنج نقش ثبت ضعيفترين قله‌ها نيز ممكن مي‌گردد.

 

 

 

 

گداخت هسته‌اي:

گداخت هسته‌اي

انرژي هسته‌ايِ ”پاك“

گداخت هسته‌اي كه (همجوشي يا جوش‌هسته‌اي نيز ناميده مي‌شود) در واقع توليد انرژي است به شيوه‌اي كه در كرة خورشيد انجام مي‌گيرد. اين انديشه ممكن است جنون‌آميز به نظر آيد، اما عملي و امكان‌پذير است؛ يا تقريباً امكان‌پذير است. براي فهم بهتر مسئله بياييد به قلب يك ستاره نگاه كنيم در آنجا چه مي‌بينيم؟ مي‌بينيم كه هسته‌هاي اتمها در قلب ستاره، درهم ادغام مي‌شوند و هسته‌هاي بزرگتري را تشكيل مي‌دهند. اين واكنشي كه ”گداخت“ يا همجوشي هسته‌اي ناميده مي‌شود، همواره با انتشار مقدار عظيمي از گرما و نور همراه است. اگر بتوانيم اين واكنش را كه در خورشيد و ستارگان ديگر به طور عادي انجام‌ مي‌گيرد در كرة‌زمين ايجاد و كنترل كنيم، خواهيم توانست به مقدار عظيمي از انرژي دست يابيم. مشكل اينجاست كه نيرويي به نام ”الكترومغناطيس“ وجود دارد كه اتمها را از هم دور مي‌كند، مانند دو آهنربا كه بخواهند قطب شمال يا قطب جنوب‌شان را به هم بچسبانند.

 

تا سال 2050 بايد منتظر بمانيم

براي آن كه اتمها را وادار كنيم كه بر نيروي الكترومغناطيس غلبه كنند و درهم ادغام شوند، بايد دو شرط لازم را، كه در ستارگان به طور طبيعي وجود دارند، در كرة‌زمين پديد آوريم: تجمع حداكثر اتمها در كوچكترين حجمِ ممكن و ايجاد دمايي به ميزان 50 ميليون درجة سانتي‌گراد! چرا چنين دمايي لازم است؟ چون هر چه دماي يك گاز بالاتر باشد، سرعت عناصر متشكلة آن بيشتر خواهد شد، و بنابراين امكان برخورد اين عناصر نيز بيشتر و در نتيجه امكان همجوشي و ادغام نيز افزايش خواهد يافت.

نخستين شرط لازم، با به دام انداختن اتمها در يك آهنرباي عظيم، به شكل سيب توخالي، تحقق مي‌يابد. (البته از اين اتمها يك الكترون برداشته شده است تا باردار شوند.) [شكل زير] براي تحقق شرط لازم دوم، بايد هم چيز را در يك ”اجاق داراي ميكروموج“ بپزيم. دانشمندان به همجوشي دوتريوم و تريتيوم (دو گونة هيدروژن) در تأسيساتي كه توكاماك (Tokamak) نام دارند، موفق شده‌اند، اما اين همجوشي مدت بسيار كوتاهي دوام داشته، و انرژي‌اي كه براي انجام واكنش مصرف‌‌شده، بيش از انرژي به دست آمده بوده است.

بنابراين توليد انرژي از راه همجوشي هسته‌اي فعلاً نه سودآور است، و نه چندان جاافتاده و عملي است. در واقع پيش از سال 2050 در توليد الكتريسيته از اين طريق توفيق نخواهيم يافت.

اما با وجود همة مشكلات، عده‌اي از دانشمندان به امكان‌پذير بودن توليد انرژي از طريق همجوشي هسته‌اي باور دارند. اگر آنان روزي موفق به مهار اين انرژي شوند، مي‌توان گفت كه بشر راه‌حلي پايدار، مطمئن و نسبتاً پاك براي توليد انرژي پايان‌ناپذير يافته است. مي‌گوييم: پايان‌ناپذير، چون دو اتم دتريوم و تريتيوم به سادگي و با استفاده از آب توليد مي‌شوند؛ مطمئن، چون همجوشي هسته‌اي، برخلاف شكافت هسته‌اي، واكنشي است كه مي‌توان آن را به سهولت‌ متوقف و مهار كرد: كافي است كه شير لوله‌هاي دتريوم و تريتيوم را ببنديم؛ و مي‌گوييم: و انرژي نسبتاً پاك، چون هليوي كه در اين واكنش توليد مي‌شود راديواكتيو نيست و راديواكتيويتة نوترون آزاد شده نيز ظرف پنجاه سال كاهش مي‌يابد: پس با گرفتاري خاص شكافت هسته‌اي و نيروگاه‌هاي هسته‌اي مرسوم و معمول مواجه نخواهيم شد كه نمي‌دانيم با پسماندهاي راديواكتيو آنها تا ميليونها سال بعد، چه بايد بكنيم.

 

 

 

در قلب ”توكاماك“

همجوشي دتريوم و تريتيوم با آزاد شدن مقدار عظيمي گرما همراه است. اين گرما از طريق مدار اوليه بازيابي مي‌شود و به مدار ثانويه انتقال مي‌يابد. سرانجام بخار توليد‌شده در مدار ثانويه است كه توربين را به كار مي‌اندازد.

 

 

دتريوم و تريتيوم در دماي بسيار بالا با هم برخورد مي‌كنند. هسته‌هاي دو اتم در هم مي‌جوشند يا ادغام مي‌شوند، تا يك هستة هليوم پديد آورند. يك نوترون و نيز مقدار بسيار زيادي انرژي هم آزاد مي‌شود

 

 

 

 

 

تاریخچه رادیولوژی :

تاریخچه رادیولوژی :
کشف اشعه ایکس توسط , ویلهلم کنراد رونتگن و همزمان با آغاز Musculoskeleta Radiology بود. بطوریکه اولین رادیوگرافی از انسان ، از دست خانم Bertha ، همسر رونتگن ، در 22 دسامبر 1895 بعمل آمد . رونتگن دراولین روز سال 1896 گزارشی از تحقیقات اولیه خود و اولین تصویر X-Ray به دانشگاه های اروپا فرستاد که باعث شور و هیجان خاصی شد . در 13 ژانویه در یک نمایش اختصاصی و غیر رسمی دستاورد خود را به نمایش گذاشت.

بعداز اصرارهای زیاد از طرف دانشگاه ها، رونتگن ، در 23 ژانویه 1896 درسالن سخنرانی انستیتو فیزیک Wurzburg درهمان ساختمانی که در 18 نوامبر 1895 اشعه ایکس راکشف کرده بود درمورد کشف خود سخنرانی کرده از دست پرفسور آناتومی آقای von Kolliken ، رادیوگرافی کرد که باعث شد پرفسور، رونتگن را مورد تمجید و ستایش قرار بدهد و پیشــنهاد کــرد که پــدیـده جدید را اشعه رونتگن بنامند. بــنابراین توسط تصویربرداری از دست با استفاده از اشعه ایکس، رشته تخصصی پزشکی رادیولوژی و زیر رشته تخصصی Musculoskeleta Radiology همزمان بوجود آمدند.
بعد ازچندین هفته ازواقعه ، اهمیت کاربرد اشعه X درپزشکی سریعا" آشکار شد و اولین گزارش درمورد آن درمجله Nation در صفحه 101 ،30ژانویه 1896 چاپ نیویورک منتشر شد. اولین اشعه X ازلوله کروکس که دیواره آن شیشه ای بود، تولید می شد که این لوله ها آند نداشتند. اگر چه نتایج شگفت انگیز بود ولی تقریبا" غیر رضایت بخش بودند. درعرض چندین هفته محققان زیادی برای بهبود تکنیک ها وتصاویر حاصل از استخوان ، تلاش و کوشش کردندکه درطول ماههای آخر سال 1896 دو تکنولوژی مهم بوجود آمد. اولی طراحی تیوب توسط Sil Habert Jackson بود که یک صفحة پلاتینیوم را درمرکز لوله کروکس با کاتد خمیده ، قرار دارد. که اشعه های کاتد یک رابر روی یک نقطه کوچک در Target فوکوس می کرد که سریعا" مورد پذیرش همگان قرار گرفت که ازاین تیوب تصاویر شفاف رادیوگرافی حاصل می شد از این نوع تیوب ها در بازار لندن درهمان سال فروخته شد. دومی ، اسکرین های فلوروسنت بود. Thomas A.Edison با سعی در گسترش تکنولوژی اسکرین ، اعتبار زیادی به ان بخشید.
او هزاران کریستال رامورد آزمایش قرار داد و نهایتا" تنگستات کلسیم را پیشنهاد نمود البته بعلت دانه دانه بودن تصاویر که سبب غیر یکنواختی اسکرین می شد سریعا" مورد پذیرش قرار نگرفت . البته دراین زمان افراد زیادی بصورت مستقل روی صفحات اسکرین کارمی کردند. برای مثال فردی که دراثر شلیک توپ مجروح شده است، بااستفاده از تیوب کروکس  و زمان اکسپوژر 20 دقیقه و تصویر با استفاده از اسکرین رادیوگرافی شده است. ( رادیوگرافی ها در دادستانی نیویورک آرشیو شده است )
درماههای اول بعد از کشف اشعه X یک فیلد دامنه دار در سطح بین المللی برای تهیه تصاویر دست بوسیله اشعه ایکس بوجود آمد.علت آن این بود که دستگاههای آن زمان فقط می توانستند از دست تصویر تهیه نمایند وقادر به تهیه تصویر از سایر قسمتهای بدن نبودند. خیلی از افراد قدرتمند و صاحب مقام آرزو داشتند ازدستشان تصویر X-Ray داشته باشند.تصاویردیگری از اشیاء کوچک ، موجوداتی مثل ماهی ها, دوزیستان و پرندگان تهیه شد .البته دراین زمان هنوز تصاویر نرمال و غیر نرمال شناخته نشده بودند. بعد از کشف اشعه X هردو ارگان نظامی و غیر نظامی برای درمان مجرحان Musculoskeletal همکاری می کردند بعنوان مثال بخش درمان ارتش انگلیس درسال 1896 دو دستگاه به همراه هیئت مربوطه به بخش ارتش مصری - سودان در آفریقا، اعزام کرد.  صلیب سرخ جهانی درجنگ ترکیه - یونان در سال 1897 ازدستگاههای رادیولوژی استفاده کرد. و در سال 1898 از 17 دستگاه رادیولوژی در بیمارستان های عمومی و کشتی بیمارستانی ، درجنگ بین آمریکا- اسپانیا، استفاده شد که در بدو شروع جنگ جهانی رادیولوژی هنوز به بلوغ کامل نرسیده بود جنگ باعث شد تا تلاش و کوشش های فراوانی برای تربیت رادیولوژیست بعمل آید و نیز باعث اســتانداردشدن ، قابل دسترس بودن و ایمنی تجهیزات شد و نهــایــتا" مــنجر به گسترش تکنولوژی فلوروســکوپی شــد.
دراواخر 1897 ، ton , Mo مــوفــق به تهیــه یک کلیشـه رادیوگرافی از کل بــدن شد -( Whole Skeleton ) کل زمان تهیه فیلم 30 دقیقه بود که چندین مرحله جهت خنک شدن تیوپ قطع می شد که دراین رادیوگرافی از تیوب فوکوس دار استفاده شد . آقـای Arthur Wolfram Fuchs کارمند Eastmankodak  درسال 1930 بوسیله بکار بردن فیلتر و اسکرین موفق به تهــیه تــصویر Whole - body درمدت زمان 2-1ثانیه شد ولی از Kvp75 و 100 ma = استفاده کرد. درحالیکه اولین تصویر Whole - body توسط مواد رادیواکـتیو در ســال 1970 بوسیله Michael B.D Cooke و Errin Daplam با استفاده از Technetium- 99m - Pertechnetate ضمن بررسی یک مریض که دچار رومـاتــوئــید آرتـریت بـود بوجود آمد .Raymond Damadian درسال 1986 موفق به تهیه تصویر از کل بدن بوسیله MRI شد که کل زمان 4.2 دقیقه و با Thicknet ، 5mm بود .
بعد از ماههای اولیه کشف اشعه X که همراه با تجربیات مجذوب کننده و کاربردی بود بعضی ار کاربران متوجه تغییرات در پوست به سبب کاربرد زیاد اشعه X شدند . این تغییرات پوستی، دردست بوجود آمد چون پـرتـوکاران اولـیه ازدســت بعنــوان وسیله ای برای بخــش میــزان قــدرت نــفوذپــذیری تیــوب استفــاده می کردند. چنــدین نفــر دراوایل جان خود را از دست دادند که یکی از آنها Mihran Krikor kassabian از فیلادلفیا بود که وی یکی از پیشــکسوتان رادیولوژی و فردی محــقق دانشــمند بود که از وی بعنوان اولین شهید رادیـولوژی اسم برده شده است . اولین کتابی که درآن راجع به X-Ray نوشته شـده اسـت در سـال 1896 چاپ شد ه است که دربــاره اســـاس X-Rayو تکنیــک هـای اولیــه آن زمــان بحث شــده اســـت و نــیز دارای چنــدین تصویر از دســت و پــای انســان است . سومین سری انتشارات در فاصـله زمانــی 1910-1900 بوجود آمـد که مــی تــوان گــفت اولین کتابهای textرادیولوژی می باشـندکه برای استفاده پــزشـکانــی که با X-Ray کــار می کردنــد ، منتــشر شــد.

 تاریخچه کوتاهی از اولین دستگاه رادیولوژی
پروفسور حسابی پدر علم فیزیک و مهندسی نوین ایران، برای آنکه بتوانند، پدیده های نوین را ، به دانشجویان خود تدریس نمایند، و آنان  را با دست یافته های جدید جهانی، آشنا کنند، اولین دستگاه پرتو  ایکس را در آزمایشگاه دانشسرای عالی (دارالمعلمین وقت)، با ابعاد بسیار کوچک، در سال 1309 هـ ش. راه اندازی نمودند.
به گفته دکتر سیّد محمد حسابی ، ایشان حدود یک سال فقط به امر مطالعه، پژوهش، طراحی و محاسبه این دستگاه پرداختند، و در این زمینه، از پروفسور ژانه، پروفسور میشل، یعنی اساتیدشان در اکول سوپریور دو الکتریسیته (پلی تکنیک فرانسه، که مدرسه مهندسی برق ایشان در پاریس بود)، و نیز از راهنمایی های پروفسور فابری(استاد ایشان در دانشگاه سوربن)، راهنمایی مهمی را دریافت کردند، و حتی آنها هر یک چند قطعه از وسایل مورد نیاز ساخت دستگاه رادیولوژی را، از دانشگاه های خود برای استاد هدیه فرستادند.
ایشان به خاطر می آورند که برای پیچیدن بوبین هایی که در ساخت ترانسفورماتورها برای تولید برق با ولتاژ بالای این دستگاه به کار می رفت  ماهها در تنها تراشکاری  آن روز تهران و با کمترین امکانات و تجهیزات اقدام به ساخت این سیم پیچ ها نمودند.
آقای دکتر حسابی تصمیم به ساخت یک دستگاه رادیولوژی بیمارستانی(کاربردی) در کشور در ابعاد غیر آزمایشگاهی گرفتند.
به همین منظور برادرشان را برای گذراندن یک دوره تخصصی رادیولوژی به مدت یک سال به فرانسه (دانشگاه پاریس) فرستادند.
زیرزمین بیمارستان گوهرشاد که طول آن تقریباً 45 متر و عرض آن تقریباً 4 متر بود برای انجام پروژه ساخت اولین دستگاه رادیولوژی کاربردی بیمارستانی در نظر گرفته شد.
جرقه هایی که بین مقره های به کار رفته در این زیرزمین جهش میکرد به طول تقریبی 70 سانتیمتر و با صدای بسیار زیاد بود که به واسطه وجود ولتاژ بالا بین سیم ها می جهید که از شدت نور و صدای آنها کسی جراًت نمیکرد وارد این زیرزمین شود.

 

برگرفته از وبلاگ مهندسی هسته ای و پرتوپزشکی

 

 

 

هوش مصنوعي از رهيافت علوم شناختي:

هوش مصنوعي از رهيافت علوم شناختي


علوم شناختي حوزه‌اي مركب از دانش‌هايي نظير هوش مصنوعي، روان شناسي، عصب-روان شناسي، زبان شناسي، فلسفه ذهن و برخي ديگر از زمينه‌هاي مطالعاتي است.


اين گستره پژوهشي با ماهيتي ميان رشته‌اي درپي مطالعه پديده‌ها و رفتارهاي شناختي است؛ از ادراك (شامل حواس پنج گانه) گرفته تا فرآيندهاي هوشمندانه (از قبيل حساب، حل مساله، تفكر شهودي، تصميم گيري و...) و نيز زبان، حافظه، يادگيري و هر آنچه كه بتوان آن را پديده و رفتاري شناختي در نظر گرفت. روش‌هاي علمي و نظريه‌هاي شاخه‌هاي گوناگون علوم شناختي بر گسترش پژوهش‌ها و زمينه‌هاي مطالعاتي، بر حوزه‌هاي تحقيقي به صورت تعاملي تاثيراتي اساسي داشته اند.بر اساس چنين رهيافتي، محققان علوم كامپيوتر و هوش مصنوعي با استفاده از نظريه‌ها و روش‌هاي مطالعاتي علوم شناختي مي‌توانند در جهت بهبود ايده‌ها و روش‌هاي نظري و عملي هوش مصنوعي در شبيه سازي و پياده سازي رفتارهاي هوشمند گام‌هاي مطلوبي بردارند.اين مقاله، پيشگفتار كتاب «هوش مصنوعي از رهيافت علوم شناختي» است كه هم‌زمان با چاپ و انتشار در اختيار روزنامه قرار گرفته است.

علم شناخت با گردآوري مجموعه‌اي از علوم گوناگون به منزله يك زمينه مطالعاتي ميان رشته‌اي در پي تبيين فرآيندهاي ذهني و شناختي است تا از اين رهيافت به ارايه شبيه‌سازي و مدل‌هاي گوناگوني از رفتارهاي شناختي در حوزه‌هاي مورد ملاحظه خود بپردازد. موفقيت برق آساي علوم شناختي بعد از سال‌هاي 1970 دلايل مختلفي داشت؛ نخست، بلندپروازي نظري و ساده‌انگارانه اوليه اين علوم در فهم فرآيندهاي شناختي در انسان‌ها؛ دوم، تازگي اين علوم و ميان رشته‌اي بودن آنكه جاذبه‌اي فراوان داشت و سرانجام آنكه، ايده‌ها و كاربردهاي عملي تازه‌اي را در زمينه هوش مصنوعي وعده مي‌داد.

با وجود اين،‌ اشتباه است اگر فكر كنيم كه علوم شناختي نوعي برنامه تحقيقي همسان و بزرگ است كه پژوهشگران با تخصص‌هاي مختلف را در هماهنگي كامل به همكاري گرد مي‌آورد. علوم شناختي، همانند فيزيك نيوتوني يا شيمي ارگانيك، يك علم واحد متجانس را تشكيل نمي‌دهند. كسي كه مي‌خواهد به طور كامل با تمامي زمينه‌هاي مطالعاتي آن آشنا شود، ره به خطا برده‌است. در اين علم، توده‌اي از رشته‌هاي اصلي و فرعي گردآمده‌اند كه با يكديگر تلاقي دارند. از اين رو، از طرفي، آزمايش‌ها و نظريه‌هاي موضعي در مورد رفتارهاي شناختي به طور ناهماهنگ و پراكنده ارايه مي‌شوند و تحقيقات كاربردي و مجادلات فلسفي در هم آميخته شده‌اند و از طرف ديگر بحث‌هاي پرشوري در مورد خطر تحديد‌گرايي و سردستگي بعضي رشته‌ها مانند هوش‌مصنوعي يا عصب‌شناسي طرح مي‌شود. بنابراين علوم شناختي هنوز از يك مجموعه علمي متجانس و يكپارچه فاصله دارند و به ابرهايي متراكم مي‌مانند كه به واسطه سطوح مختلف تحليلي و الگوهاي رقابتي در كنار يكديگر قرار گرفته‌اند.

الگوهاي تفكر از رهيافت علم شناخت

در درون علوم شناختي، چندين الگو در مصاف‌اند: نمادگرايي كه فرآيند تفكر را به صورت زنجيره‌اي از نمادها در نظر مي‌گيرد و پيوندگرايي كه اين فرآيند را به مثابه كنشي گسترده و گسترش‌پذير مي‌پندارد، آن چنان كه فرآيند تفكر، متأثر از شبكه گسترده‌اي از واحدهايي كوچك است. تمايز ميان اين دو الگو در چگونگي روش پردازش اطلاعات است. نمادگرايي پردازش متوالي و پيوندگرايي پردازش موازي را به كار مي‌گيرد.

نمادگرايي

ايده اساسي در الگوي نمادگرايي عبارت است از يك اصل ساده: فكر كردن يعني محاسبه كردن. تمامي افكاري كه مغز ما را اشغال مي‌كنند به صورت زنجيره‌اي از نمادهاست و از طرف ديگر فرآيند پردازش اين نمادها برخوردار از محاسباتي ساده و پيچيده است كه دانشمندان اين حوزه بايستي بتوانند اين رابطه محاسباتي را بيابند. نخستين بار اين ايده را فلاسفه‌اي مانند گوتفريد لايب‌نيتس (1716-1646 ) و تامس‌هابز (1679-1588) طرح كردند، اما اين فكر در آن زمان به عنوان انديشه‌اي بلند پروازانه و چالش برانگيز تلقي مي‌شد.

با پيدايش كامپيوتر اين ادعا جاني دوباره گرفت. براين اساس نظريه محاسباتي ذهن طرح شد كه ادعا دارد توصيف مجموع تفكرات انساني به صورت محاسبات نمادين قابل بازنمايي است.

بنابر اين تلقي، تفكر انساني، از لحاظ شناختي، مانند برنامه‌اي كامپيوتري عمل مي‌كند. به اين معنا كه عمليات منطقي (‌نفي، عطف, فصل و...) را كه به كمك نمادهايي انتزاعي (X,Y,A,...) بازنمايي مي‌كند، با هم تركيب كرده و سيستمي منطقي را در جهت اخذ نتايج منطقي عرضه مي‌كند. مثلا‌ گزاره "ابرها موجب باران يا برف مي‌شوند" براساس اين رويكرد به صورت B v C => A رابطه‌مند مي‌شود. در اين ساختار A نماد ابر، B نماد باران و C نماد برف است.

بنابراين، طرح مدل‌سازي نمادين عبارت است از تبديل تفكرات انساني (كه با زبان روزمره بيان مي‌شوند) به يك سلسله عمليات منطقي (به زبان نمادين) كه در نوع خود قابل تبديل به يك سلسله محاسبات ابتدايي (به زبان ماشين، يعني زبان كامپيوتر يا زبان نورون‌ها) است.

پيوندگرايي

امروزه، پيوندگرايي به مثابه رقيب اصلي تلقي نمادگرايي طرح مي‌شود. مدل پيوندگرايي كه براساس تحقيقات زيست‌شناس اعصاب، وارن مك كولوگ (1969-1899) در مورد سيبرنتيك و شبكه‌هاي عصبي عرضه شد، فعاليت‌هاي شناختي را به منزله نوعي مدل پيوندي مي‌پندارد.

ايده پايه‌اي عبارت است از اينكه تفكر انساني براي حل مسايل شناختي صرفا از طريق يك سلسله استنتاج‌هاي منطقي صورت نمي‌گيرد، بلكه مسايل شناختي متاثر از تعامل ميان واحدهاي كوچك محلي است كه به صورت شبكه‌اي به يكديگر پيوند شده‌اند.

بدون آنكه بخواهيم به توصيف دقيق ساختار شبكه پيوندي (كه انواع متفاوتي دارد) بپردازيم،‌ بايستي اشاره شود كه تعداد زيادي گره (نورون‌ها يا سلول‌هاي فوتو الكتريك) وجود دارند كه به صورت شبكه‌اي به يكديگر متصل مي‌شوند.

هر گره ممكن است،‌ بر حسب محرك خارجي يا حالت گره‌هاي مجاور، حالت فيزيكي متفاوتي به خود بگيرد. با چنين قالب‌بندي است كه به سرعت حالت كلي پايداري ظاهر مي‌شود. همين قالب‌بندي كلي، حالت شناختي معيني را به وجود مي‌آورد.

الگوي پيوندگرايي كه‌ پردازش موازي توزيعي‌ نيز نام دارد، كاري با محاسبه نمادين ندارد. بر اساس اين ديدگاه به نظر مي‌آيد كه سازمان سلول‌هاي مغزي، كه ميلياردها نورون محلي در آن به هم پيوند مي‌خورند، بدين گونه عمل مي‌كنند. مدل‌هاي مصنوعي پياده‌سازي شده بر اساس اين الگو در دو زمينه دستاوردهاي خوبي به بار آورده است: بازشناسي اشكال (اعم از ديداري و شنيداري) و ديگري شبيه‌سازي رفتارهاي ساده (مانند برداشتن و گذاشتن اشيا) و بعضا پيچيده.

هوش مصنوعي از رهيافت علوم شناختي

راسل و نورويگ در كتاب هوش مصنوعي، رهيافتي نوين بر اساس هشت كتاب مرجع در زمينه هوش‌مصنوعي و طراحي سيستم‌هاي هوشمند، چهار رهيافت اساسي را تحت عنوان تعريف هوش‌مصنوعي، كه بر اساس سير تاريخي تحقيقات و مطالعات در اين زمينه گرد آمده‌اند، طرح كرده و جدولي را ارايه مي‌دهند:

هر يك از خانه‌هاي اين جدول رهيافتي را در راستاي نظريه‌پردازي، سپس طراحي و تحقق هوش‌مصنوعي نشان مي‌دهند. مطابق اين جدول، از سويي دو رهيافت افقي فوقاني، تحقق هوش‌مصنوعي را مبتني بر تفكر/ استدلال و فرآيند تفكري هوشمندانه ارزيابي مي‌كنند و دو رهيافت افقي تحتاني، تحقق هوش‌مصنوعي را مبتني بر رفتار و فرآيند عمل و رفتاري هوشمندانه نشان مي‌دهند و از سويي ديگر، دو رهيافت عمودي سمت راست، طراحي هوش‌مصنوعي را به مثابه عملكردي منطقي كه استنتاج‌هايي منطقي و برخوردار از صدق منطقي را فراهم مي‌كند، معرفي كرده و دو رهيافت عمودي سمت چپ، هوش‌مصنوعي را به مثابه عملكردي شبه‌انساني كه وفادار به تجربه‌هاي انساني است (آن چنان كه لزوما برخوردار از صدق منطقي نيستند)، بيان مي‌كند. از نظر تاريخي تمامي اين مواضع در طراحي سيستم‌هاي هوشمند، علاوه بر همكاري با يكديگر نقشي رقابتي و انتقادي نسبت به يكديگر نيز داشته‌اند. بي‌مناسبت نيست كه در تبيين نقش و جايگاه علم شناخت در طراحي و پياده‌سازي هوش‌مصنوعي به شرح مختصري براي هر يك از رهيافت‌هاي همكار و رقيب فوق پرداخته شود.



تفكر/ استدلال

سيستم‌هايي كه منطقي (/عقلايي) فكر مي‌كنند

"مطالعه توانايي‌هاي ذهني با به‌كارگيري مدل‌هاي محاسباتي." (چارنيك و مك درمات، 1985)

"مطالعه محاسباتي كه امكان دارد منجر به ادراك، استدلال و كنش شود." (وينستون، 1992)

سيستم‌هايي كه منطقي (/عقلايي) عمل مي‌كنند

"هوش محاسباتي، مطالعه طراحي عامل‌هاي هوشمند است." (پول و همكاران، 1998)

"هوش‌مصنوعي... به رفتار هوشمند در مصنوعات مربوط مي‌شود." (نيلسون، 1998) هنر خلق ماشين‌هايي كه عملكردي را انجام مي‌دهند كه وقتي آن عملكرد توسط انسان‌ها انجام مي‌گيرد مستلزم هوشمندي است." (كارزويل، 1990)

سيستم‌هايي كه شبيه انسان فكر مي‌كنند

"تلاش نوين هيجان‌انگيز، براي ساخت كامپيوترهايي كه فكر مي‌كنند... ماشين‌هايي به همراه ذهن، تمام و كمال و حسي فاقد تخيل." (هاوگلند، 1985)

"[خودكار كردن] فعاليت‌هايي كه با تفكر انسان مرتبط‌اند، فعاليت‌هايي از قبيل تصميم‌گيري، حل مساله، يادگيري..." (بلمن، 1978)

سيستم‌هايي كه شبيه انسان عمل مي‌كنند

"مطالعه چگونگي ساخت كامپيوترهايي كه كارهايي را انجام مي‌دهند كه اكنون انسان، آنها را بهتر انجام مي‌دهد." (ريچ و نايت، 1991)



عملكرد انساني؛ رهيافت آزمون تورينگ

آزمون تورينگ در سال 1950 توسط آلن تورينگ مطرح شد، اين آزمون ادعا داشت معياري را براي مشخص كردن فعاليت هوشمندانه ارايه مي‌دهد.

در اين آزمون، كامپيوتر به همراه شخصي مورد آزمايش قرار مي‌گيرد، ميان فرد و كامپيوتر مانعي قرار دارد تا موجب آن شود كه فرد وجود كامپيوتر را احساس نكند.

شخص آزمايش‌كننده، پرسش‌هايي را طرح مي‌كند و كامپيوتر به پرسش‌هاي مطرح شده پاسخ مي‌دهد. پس از پايان آزمون اگر فرد پرسش‌كننده نتواند تشخيص دهد كه با كامپيوتر محاوره كرده‌است، نتيجه آزمون با اثبات توانايي هوش محاسباتي به نفع كامپيوتر است و در صورتي كه فرد تشخيص دهد با كامپيوتر در محاوره بوده‌است، هوش محاسباتي بازنده اين آزمون است.

امروزه با توجه به دستاوردهاي نظري و عملي در علوم و مهندسي سيستم‌هاي محاسباتي مي‌توان ادعا كرد كه پياده‌سازي چنين كامپيوتري نيازمند قابليت‌هايي اساسي است كه برخي از آنان را مي‌توان اين چنين برشمرد:

- پردازش زبان طبيعي: تا بتواند به طور موفق با زبان طرف محاوره گفت‌وگو كند و ارتباط برقرار كند؛

- بازنمايي دانش: تا آنچه را كه درك مي‌كند و مي‌شنود ذخيره كند؛

- استدلال خودكار: تا از اطلاعات ذخيره شده در خود براي پاسخ به پرسش‌هاي جديد و ارايه نتايج تازه استفاده كند؛

- يادگيري ماشين: تا با شرايط جديد سازگار شده و الگوها را كشف و برون‌يابي كند.

آزمون تورينگ از تعامل فيزيكي ميان فرد پرسش‌كننده و كامپيوتر اجتناب مي‌كند، چرا كه شبيه‌سازي فيزيكي شخص پرسش‌كننده براي هوشمندي ضروري نيست.

امروزه مي‌توان آزمون تورينگ را به صورت كامل‌تري از لحاظ فني نيز عرضه كرد. آزمون كامل تورينگ را مي‌توان برخوردار از سيگنالي ويديويي نيز كرد تا پرسش‌كننده بتواند از طريق آن قابليت‌هاي ادراكي طرف گفت‌و‌گو را بيازمايد. از اين رو دو مولفه ديگر به موارد فوق اضافه مي‌شود:

- بينايي كامپيوتر: براي درك اشياء؛ و

- رباتيك: براي حركت اشياء و جابه‌جايي آنان.

اين شش حوزه مطالعاتي، امروزه بخش‌هاي عمده‌اي از طراحي هوش‌مصنوعي را تشكيل مي‌دهند. مهندسان و محققان هوش‌مصنوعي تلاش زيادي براي عبور از آزمون تورينگ انجام ندادند، چرا كه باور داشتند پرداختن به اصول طراحي و پياده‌سازي آن مطلوب‌تر از وقتي بود كه براي تحقق آزمون تورينگ بايستي صرف مي‌كردند.

تفكر منطقي (/عقلايي)؛ رهيافت قوانين تفكر

ارسطو فيلسوف يونان، يكي از اولين كساني بود كه تلاش كرد تا "تفكر درست" را كشف كند، يعني فرآيندهاي استدلال انكارناپذير. قياس ارسطو الگوهايي را براي ساختارهاي استدلالي فراهم كرد؛ آن چنان‌كه هميشه به هنگام ارايه مقدمات درست، نتايج درست حاصل مي‌شود؛ مثلا سقراط انسان است؛ تمامي انسان‌ها ميرايند؛ بنابراين، سقراط ميراست." اين قوانين مستلزم تفكر حاكميت عمل ذهن مي‌شوند و مطالعه اين قوانين حوزه‌اي را كه منطق ناميده مي‌شود بنيان مي‌نهند.

منطق‌دانان در قرن نوزدهم، نمادگذاري دقيقي را براي گزاره‌ها درباره تمامي انواع اشياء موجود در عالم و رابطه ميان آنان بسط دادند. در 1965 برنامه‌هايي كامپيوتري پديد آمدند كه علي‌الاصول مي‌توانستند هر برنامه قابل حلي را كه با نمادگذاري منطقي توصيف مي‌شد، حل كنند. اين سنت منطق‌گرايي در هوش‌مصنوعي، محققان را در ارايه برنامه‌هايي منطقي براي خلق سيستم‌هاي هوشمند اميدوار كرد. چنين رهيافتي با دو مشكل همراه بود: اول كسب دانش غيرصوري و سپس برگرداندن اين دانش به زباني صوري و نمادسازي منطقي آن دانش كه هميشه فرآيندي آسان نيست؛ دوم آنكه گاهي اوقات تمايزي جدي ميان تحليل و حل مساله در زباني صوري و تحليل همان مساله از لحاظ عملي ايجاد مي‌شود.

از اين رو، حتي مسايلي كه پيوستگي كمتري با امور واقع در جهان واقعي دارند گاهي اوقات مي‌توانند فرآيندهاي استنتاجي منابع محاسباتي كامپيوترها را دچار مشكل كنند.




برگرفته از :http://www.hupaa.com/page.php?id=2852

 

 

 

 

 

 

ثابت كيهاني و شتاب انبساط دنيا:

 

ثابت كيهاني و شتاب انبساط دنيا

همانطور كه گفته بوديم از اين به بعد هر چند وقت يك بار مسائلي را كه در فيزيك بدون جواب رها شده اند را توسط تئوري  VMR-PCR توجيه مي كنيم.

اين بار در مورد شتاب دنيا و ثابت كيهاني بحث مي كنيم.

2) چرا دنيا در حال شتاب گرفتن است (منبسط مي شود)؟

چرا ثابت كيهاني مقدار بسيار ناچيزي در ديد مايكروسكوپيك دارد؟ اين امر دقيقا برعكس آنچه تئوري هاي ميادين كوانتومي مي گويند مي باشد!

حال كه اين عدد كوچك است چرا باعث ايجاد يك انرژي نقطه ي صفر (Zero-Point Energy [ZPE]) عظيم براي خلا نمي شود؟

 

تئوري VMR-PCR در اين مورد نوعي پيشرفته از فرضيه ي جهان تپنده را بيان مي كند. در جهان تپنده مي خوانيم كه جهان در يك دوره منقبض مي شود و بعد از رسيدن به نقطه ي اوج اين عمل مهبانگي رخ داده و دنيا دوباره شروع به انبساط مي كند و اين چرخه تكرار مي شود.

در جهان تپنده اين نظر صريحا به عنوان يك فرض بيان شد زيرا استنباط مناسبي براي آن پيدا نشد.

همانطور كه در بخش معرفي بيان كرديم VMR-PCR خلا را به عنوان يك پادماده عامل كنش با ماده و ايجاد گرانش مي داند. در اين مدل همچنين يك استثنا بر طبق اثبات رياضي هاوكينگ (Hawking) مبني بر وجود سفيدچاله نيز معرفي مي كند. سفيدچاله اي كه در مركز دنيا قرار دارد و استثنا در آن نيروي دفع ماده بيشتر از دفع خلا است. اين مقدار باعث مي شود تا ماده ي متمركز در مركز دنيا پس از زماني كه جرم خود را نيز در عالم منتشر كرد ديگر قدرت غلبه بر دفع خلا را پيدا نكند و برعكس اين عمل يعني انقباض رخ خواهد داد.

عكس العمل اين فرآيند نيز صادق است.

بدين منظور كه بعد از مدتي كه خلا تمام جرم دنيا را در نقطه ي مركزي جمع كرد ماده دوباره قدرت دفع خود را باز مي يابد و بعد از مهبانگ دوباره دنيا را وادار به انبساط مي كند.

حال اينكه چرا اين مقدار نسبت به نيروي آغازين شروع كننده ي دنيا بسيار كم است دليلي بسيار واضح دارد:

اثباتي تقريبا لفظي در مقاله ي "ذرات بنيادين خلا و ضدمواد" كرديم اما حال دقيق تر پيش مي رويم. قانون اول را به ياد بياوريد كه در آن گفتيم مقدار نيروي دفع ضدماده (خلا) هميشه از دفع ماده (زمين) بيشتر است. تفاوت اين مقادير را براي زمين 10^30 نيوتن بيان كرديم. مشاهده كرديد كه در مقابل نيروي دفع خلا (17.94 x 10^32) نيوتن مقدار كمي به نظر مي رسد.

حال از آنجاييكه گفتيم در مورد سفيدچاله ي مركزي اين نسبت بالعكس است (دفع ماده از خلا بيشتر است) اين مقدار در جهت عكس (جهت انبساط عالم) خواهد بود. اين مقدار تفاوت بين نيروها متناسب با شتاب دفع جرم مركزي (شتاب عالم) مي باشد.

اگر بخواهيم در همين جا فرمولي دقيق براي نيرويي كه سفيدچاله ي مركزي به دنيا وارد مي كنيد را حساب كنيم (نيرويي كه باعث انبساط مي شود) بر طبق اطلاعات زير فرمولي تقريبا درست خواهيم داشت. ابتدا فرمول ثابت كيهاني را مي نويسيم:

 

 

كه در آن قرار مي دهيم:

 

در فرمول اصلي واحد چگالي انرژي خلا گرم بر سانتي متر مكعب فرض شده است. از آنجاكه در اين فرمول مي خواهيم مقدار كلي را پيدا كنيم به اجبار بايد به جاي جرم موجود در يك سانتي متر مكعب جرم موجود در تمام حجم دنيا را در فرمول بگذاريم.

در فرمول بالا به جاي جرم فرمول هم ارز نيرو بر شتاب را استفاده مي كنيم. سپس طرفين و وسطين مي كنيم تا از آن مقدار شتاب را بدست آوريم:

 

 

تا اينجا مشاهده مي كنيد كه نيروي كل متناسب (F) با چگالي انرژي خلا (vacρ) است.

حال به جاي نيرو همان ma را مي گذاريم و به جاي شتاب در آن V/t را قرار مي دهيم تا فرمول زير حاصل شود:

 

حال تمامي اين مقادير را در فرمول زير كه مربوط به نيروي دافعه ي سفيدچاله ي مركزي مي شود وارد مي كنيم. اين فرمول را در مقاله ي "نيروي خلا يا گرانش" اثبات كرديم. در آن مقاله بيان كرديم كه خلا جرمي ندارد و فاصله ي بين ماده و خلا هم هميشه صفر است. به همين دليل برا