طبق نتایج موسسه پیو ٦٧‌درصد کاربران گوشی خود را جهت مشاهده تماس‌ها، پیام‌ها و فعالیت‌های شبکه اجتماعی کنترل می‌کنند، حتی در زمانی که تلفن آنان زنگ نمی‌خورد.

 

 

فناوران یکی از شرکت‌های فعال در حوزه تجهیزات و سیستم‌های الکترونیکی و تجهیزات مهندسی پزشکی با حمایت صندوق حمایت از تحقیقات و توسعه صنایع الکترونیک (صحا) موفق به طراحی و ساخت نمونه تجاری جلیقه حیات هوشمند شدند.

محققان طی انجام یک پژوهش جدید دریافتند که سلول‌های سوختی آلی می‌توانند متان را بدون انتشار مواد مضر به برق تبدیل کنند.

دو تفاهم‌نامه همکاری مشترک برای ایجاد مرکز ملی گداخت هسته‌ای و مرکز ملی لیزر بین وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری و سازمان انرژی اتمی ایران منعقد شد.

کارشناسان موسسه تحقیقات واکسن و سرم‌سازی رازی شعبه شیراز موفق به طراحی و ساخت دستگاه برش اتوماتیک تخم‌مرغ شدند.

در بخش‌های پیشین مقاله گیتی و هر آنچه باید در مورد آن بدانید، عالم را تعریف کردیم، چگونگی تکامل آن از نقطه‌ای به نام تکینگی را بررسی کردیم، به بررسی نظریه مه‌بانگ پرداختیم و مراحل وقوع آن را نیز تشریح کردیم و با ساختار و بخشی از تاریخچه مطالعه عالم آشنا شدیم. حال در بخش پایانی این مقاله، با نظریه‌پردازان مشهور آشنا می‌شویم، راهی طولانی را که به ارائه نظریه مه‌بانگ منجر شده طی می‌کنیم و میزان دانش خود از این جهان را می‌سنجیم.

سال‌ها گذشت تا این‌که سر انجام در قرن ۱۶ میلادی، نیکلاس کوپرنیک توانست با حل مسائل و معادلات ریاضی بسیار پیچیده‌ای، کامل‌ترین نسخه از مدل خورشید مرکزی را ارائه دهد. کوپرنیک موفق شد برای نخستین بار، ایده خود را به صورت مختصر در یک مقاله ۴۰ صفحه‌ای که با عنوان Commentariolus (تفسیر مختصر) شناخته می‌شود، منتشر کرد.  در این مقاله، نظریه خورشید مرکزی به شکل تقریباً خلاصه بیان شده و بر هفت اصل استوار است. این هفت اصل عبارتند از:

• اجرام آسمانی حول یک نقطه مرکزی گردش نمی‌کنند.
• مرکز زمین، مرکز مدار ماه به دور زمین است و کُره‌های دیگر نیز همچون زمین به دور خورشید گردش می‌کنند.
• فاصله زمین و خورشید از یکدیگر، کسر ناچیزی از فاصله آن‌ها از دیگر ستاره‌ها است؛ بنابراین ما نمی‌توانیم اختلاف منظر را در ستاره‌ها مشاهده کنیم.
• ستاره‌ها در جای خود ثابت هستند؛ اگر می‌بینیم که در طول روز حرکت می‌کنند به این دلیل است که زمین به دور خودش می‌چرخد.
• زمین در یک مدار دایره‌ای به دور خورشید گردش می‌کند؛ بنابراین ما شاهد تغییر موقعیت سالانه خورشید هستیم.
• زمین بیش از یک نوع حرکت دارد.
• حرکت مداری زمین به دور خورشید باعث می‌شود که حرکت آن در جهت دیگر سیارات، معکوس به نظر برسد.

این‌ اصول همگی در مقاله ۴۰ صفحه‌ای کوپرنیک بیان شده بودند؛ اما کوپرنیک در سال ۱۵۳۲ میلادی توانست اثر شاهکار خود که با نام De revolutionibus orbium coelestium (در باب انقلاب افلاک سماوی) را به اتمام رسانده و منتشر  کند. در این اثر، ایده‌ی خورشید مرکزی گسترش یافته کوپرنیک به طور کامل بیان شده است. در این کتاب، وی به بیان هفت اصل خود پرداخته؛ اما آن‌ها را بسیار دقیق‌تر و با محاسباتی که آن‌ها را اثبات می‌کنند، توضیح داده است. متأسفانه این اثر کوپرنیک به دلیل ترس از واکنش مردم و کلیسا، تا زمان مرگ وی در سال ۱۵۴۲ میلادی منتشر نشد.

ایده‌های خارق‌العاده‌ی کوپرنیک پس از مرگ وی ناتمام ماندند؛ اما گالیلئو گالیله، ستاره‌شناس، ریاضی‌دان و مخترع ایتالیایی قرن ۱۷، آن‌ها را تکمیل کرد و گسترش داد. گالیله یک تلسکوپ ساخت و ماه، خورشید و سیاره‌هایی نظیر مشتری را برای چندین بار رصد کرد و رصدهای او بلافاصله مدل زمین مرکزی را باطل کردند و همسانی‌هایی درونی را با مدل خورشید مرکزی ارائه شده توسط کوپرنیک نشان دادند. وی نتایج مشاهدات خود از آسمان را در قرن ۱۷ و در قالب چند جلد کتاب منتشر کرد. وی مشاهداتی از دره‌های سطح ماه داشت؛ همچنین مشتری و چند قمر بزرگ آن را رصد کرد و نتایج تمام این مشاهدات را در سال ۱۶۱۰ در کتاب Sidereus Nuncius منتشر کرد. وی در همان سال یک کتاب دیگر را  نیز به نام «در باب لکه‌هایی که در خورشید مشاهده شدند» منتشر کرد و در آن تمام اطلاعاتی را که از مشاهده لکه‌های خورشیدی به دست آورده بود منتشر کرد.

گالیله نتایج مشاهداتی را که از کهکشان راه شیری داشت نیز در کتاب Sidereus Nuncius منتشر کرد و یک دگرگونی  عظیم ایجاد کرد؛ زیرا تا پیش از آن گفته می‌شد که راه شیری یک سحابی مبهم است. گالیله این تصور نادرست را کنار گذاشت و گفت که راه شیری مجموعه‌ای از ستاره‌ها است که در فاصله بسیار نزدیکی از یکدیگر قرار گرفته‌اند و فاصله آن‌ها از ما بسیار زیاد است؛ به همین دلیل مبهم به نظر می‌رسند. سر انجام در سال ۱۶۳۲ میلادی بود که وی یک رساله با ارزش به نام Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (گفتگو در باب دو سیستم عمده جهانی) را منتشر کرد  و در آن به مناظره‌ی بزرگ اشاره کرد و تلاش کرد تا از نظریه خورشید مرکزی در برابر زمین مرکزی دفاع کند. گالیله با استفاده از مشاهداتی که با تلسکوپ انجام داده بود و همچنین فیزیک مدرن و منطق دقیق، تمام پایه‌های نظریه‌ی ارسطو و بطلیموس که در آن دوران رواج داشتند را تضعیف کرد و همین موضوع باعث شد که گالیله خود را به  دردسر بیاندازد.

یوهانس کپلر، ستاره‌شناس، فیلسوف و ریاضی‌دان آلمانی، سعی کرد که به کمک نظریه مدارهای بیضوی سیارات به دور خورشید، دیدگاه خورشید مرکزی کوپرنیک را گسترش دهد. وی با تهیه جداولی دقیق که موقعیت سیارات به دور خورشید را پیش‌بینی می‌کردند، به اثبات دیدگاه کوپرنیک کمک شایانی کرد و شاید بتوان گفت که به طور قطعی آن را اثبات کرد. از میانه‌های قرن ۱۷ میلادی تا به امروز، تعداد انگشت‌ شماری از ستاره‌شناسان مخالف دیدگاه خورشید مرکزی کوپرنیک بوده‌اند.

سِر ایزاک نیوتن به عنوان یک فیزیک‌دان، ریاضی‌دان، ستاره‌شناس و فیلسوف انگلیسی، تلاش‌های بسیاری کرد تا بتواند  نظریه خورشید مرکزی را کامل‌تر کند. وی روی قوانین حرکت سیارات که توسط کپلر تنظیم شده بودند کار کرد و همین امر باعث شد که وی به سمت ارائه نظریه جهانی گرانش حرکت کند. وی در سال ۱۶۸۷ میلادی کتاب مشهور «اصول ریاضی فلسفه‌ی طبیعی» را چاپ و منتشر کرد. وی در این کتاب سه قانون اساسی را برای حرکت اجسام بیان کرده بود که عبارتند از:

• قانون اول (قانون لختی یا اینرسی): هرگاه جسمی ساکن باشد یا این‌که در راستای یک خط مستقیم حرکت یکنواخت داشته باشد، می‌تواند همچنان حالت خود را حفظ کند مگر این‌که نیروهای بیرونی بتوانند بر آن جسم اثر بگذارند و حالت آن را تغییر دهند.
• قانون دوم (رابطه میان نیرو و شتاب): مجموع نیروهای خارجی وارد بر یک جسم (F)، برابر است با حاصل ضرب جرم جسم (m) در شتاب آن (a). فرمول ریاضی این قانون به شکل F=ma است.
• قانون سوم (قانون کنش و واکنش): هرگاه یک جسم به جسمی دیگر نیرو وارد کند، جسم دوم نیز نیرویی به همان اندازه (بزرگی) اما در خلاف جهت، به جسم اول وارد می‌کند.

در مجموع این سه قانون مهم، رابطه‌ی میان هر جسمی با نیروهایی که بر آن وارد می‌شوند و نوع حرکتی را که حاصل می‌شود، بیان می‌کنند و پایه‌های مکانیک کلاسیک به شمار می‌روند. این قوانین به نیوتن کمک کردند تا بتواند وزن هر سیاره‌ای را محاسبه کند، میزان برآمدگی زمین در نواحی استوایی و میزان تختی آن در قطب‌ها را اندازه‌گیری کند و همچنین چگونگی تأثیر کنش گرانشی خورشید و ماه و ایجاد جزر و مد بر روی زمین را بررسی کند. معادلات دیفرانسیل نیوتن که از تجزیه و تحلیل هندسی به دست آمده بودند، به تعیین سرعت صوت در هوا (به کمک قانون بویل) کمک کردند و در تعیین مدار دنباله‌دارها نیز تأثیر داشتند. کتاب اصول ریاضی فلسفه‌ی طبیعی نیوتن تأثیر بسزایی روی علم گذاشت و برخی از اصول آن تا ۲۰۰ سال بعد نیز همچنان استوار باقی ماندند.

یک کشف بزرگ دیگر در سال ۱۷۷۵ میلادی به وقوع پیوست؛ یعنی زمانی که امانوئل کانت، پیشنهاد کرد که کهکشان راه شیری در واقع مجموعه‌ای از ستاره‌ها است که توسط گرانش متقابل در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. وی گفت که همانند سامانه‌ی خورشیدی، این مجموعه‌ی ستاره‌ها نیز به عنوان یک دیسک حول یک نقطه گردش می‌کنند و سامانه‌ی خورشیدی نیز بخشی از آن‌ها است. یک ستاره‌شناس به نام ویلیام هرشل، در سال ۱۷۸۵ میلادی سعی کرد که یک نقشه‌ی کامل از کهکشان راه شیری تهیه کند؛ اما متأسفانه او متوجه نشد که بخش‌های عظیمی از کهکشان راه شیری را غبار و گاز در بر گرفته و بخش‌هایی را پنهان کرده‌اند و از فاش شدن شکل واقعی کهکشان جلوگیری می‌کنند. پس از هرشل، تغییر و جهش خاصی در علم ستاره‌شناسی دیده نشد تا این‌که در قرن ۲۰ و با ظهور نظریه‌های نسبیت خاص و نسبیت عام آلبرت اینشتین، جهش‌های بسیار بزرگی در علم فیزیک صورت گرفت.

نظریه‌های پیشگامانه اینشتین در مورد فضا و زمان (به صورت خلاصه به شکل E=mc2 شناخته می‌شوند)، نتیجه بخشی از تلاش‌های اینشتین برای یافتن راه حلی برای مکانیک نیوتنی به کمک قوانین الکترومغناطیس (که توسط معادلات ماکسول و قانون نیروی لورنتز مشخص می‌شود) هستند. بالاخره اینشتین موفق شد در سال ۱۹۰۵ با ارائه نظریه نسبیت خاص در نوشتاری به نام «در باب الکترودینامیک اجسام متحرک»، تناقض‌هایی را که میان این دو بحث مهم وجود داشتند، از بین ببرد. در واقع، نظریه نسبیت خاص می‌گوید که سرعت نور در خلأ تحت هر شرایطی کاملاً ثابت است.

پیش‌تر گفته می‌شد وقتی که نور در یک وسیله متحرک شروع به حرکت می‌کند، سرعت نور توسط آن جسم متحرک، کشیده می‌شود؛ یعنی سرعت نوری که در یک وسیله‌ی متحرک تابیده می‌شود، برابر است با مجموع سرعت نور  و سرعت آن وسیله‌ای که در حال حرکت است. وقتی که اینشتین موفق شد نسبیت خاص را ارائه دهد، این دیدگاه را نیز باطل کرد. نسبیت خاص نه تنها توانست معادلات ماکسول برای الکتریسیته و مغناطیس را با قوانین مکانیک وفق دهد؛ بلکه توانست محاسبه‌های ریاضی را نیز با حذف توضیحات غیر اصلی که توسط دیگر دانشمندان مورد استفاده قرار می‌گرفتند، ساده‌تر کند.

بین سال‌های ۱۹۰۷ و ۱۹۱۱ میلادی، اینشتین به این موضوع فکر می‌کرد که چگونه می‌تواند نسبیت خاص را با میدان‌های گرانشی وفق دهد. وی سرانجام در سال ۱۹۱۱ در نشریه‌ای به نام «در باب تأثیرات گرانش بر انتشار نور» نظریه‌ای به نام نسبیت عام را مطرح کرد. وی در این نظریه بیان می‌کند که تجربه‌ی زمان، به ناظر و موقعیت آن در یک میدان گرانشی بستگی دارد. اینشتین هم‌زمان روی توسعه اصل هم ارزی نیز کار کرد که بیان می‌کند جرم گرانشی همان جرم اینرسی است. وی همچنین پدیده‌ای را به نام اتساع زمان گرانشی پیش‌بینی کرد؛ این پدیده نشان می‌دهد وقتی دو ناظر در  فواصل مختلفی از یک جرم گرانشی قرار گرفته‌اند، تفاوت‌های بسیار زیادی را بین وقوع دو رویداد تجربه می‌کنند. از دیگر نتایج بسیار مهمی که از نظریه‌های اینشتین حاصل شدند، می‌توان به سیاه‌چاله‌ها و انبساط کیهانی اشاره کرد.

در سال ۱۹۱۵ میلادی، چند ماه پس از آن‌که اینشتین موفق شد نظریه نسبیت عام را به صورت کامل توضیح داده و منتشر کند، یک فیزیک‌دان و ستاره‌شناس آلمانی به نام کارل شوارتزشیلد، راه‌حلی برای معادلات میدانی اینشتین که میدان گرانشی حاصل از یک نقطه و یا جرمی کُروی را توصیف می‌کند، پیدا کرد. این راه‌حل که امروزه با نام شعاع شوارتزشیلد شناخته می‌شود، نقطه‌ای را توصیف می‌کند که در آن، جرم یک کًره به اندازه‌ای فشرده‌ می‌شود که سرعت گریز از سطح آن با سرعت نور برابر می‌شود.

در سال ۱۹۳۱ میلادی، سوبرامانیان چاندراسخار که یک اختر فیزیک‌دان هندی-آمریکایی بود، به کمک نسبیت خاص  توانست حد چاندراسخار را به دست آورد. این حد وضعیت یک ستاره را پس از مرگ توصیف می‌کند؛ به گونه‌ای که اگر جرم هسته ستاره، پس از مرگ از حد چاندراسخار کم‌تر باشد، آن ستاره یه یک کوتوله سفید تبدیل می‌شود. در سال ۱۹۳۹ میلادی، رابرت اپنهایمر و دیگر دانشمندان با تجزیه و تحلیل این حد، به این موضوع پی بردند که اگر جرم ستاره از حد  چاندراسخار بیشتر باشد، آن ستاره به یک سیاه‌چاله یا ستاره نوترونی تبدیل می‌شود.

همان‌طوری که پیش‌تر نیز گفته شد، نظریه‌ی نسبیت عام پیش‌بینی می‌کند که عالم در یک حالت انبساط یا انقباض قرار دارد. در سال ۱۹۲۹ میلادی، ادوین هابل تأیید کرد که عالم در حال انبساط است. در این زمان بود که به نظر می‌رسید انبساط عالم، ثابت کیهانی اینشتین را نقض می‌کند. ادوین هابل برای این‌که بتواند انبساط عالم را تشخیص دهد، از اثر انتقال به سرخ یا ردشیفت استفاده کرد. وی با استفاده از این اثر، پی برد که کهکشان‌های دیگر، در حال دور شدن از  کهکشان راه شیری هستند. چیز جالب دیگری که ادوین هابل نشان داد این بود که کهکشان‌های با فاصله بیشتر از راه شیری، با سرعت بسیار بیشتری از ما فاصله می‌گیرند؛ بعدها این پدیده با نام قانون هابل شناخته شد. در دهه‌ی گذشته یک تجدیدنظر روی ثابت هابل صورت گرفت و مقدار آن ۴ ± ۷۱ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک اعلام شد.

پس از هابل، در سال ۱۹۳۱ میلادی ژرژ لومتر، فیزیک‌دان بلژیکی و کشیش کاتولیک رومی، یک ایده را مطرح کرد که باعث پیدایش نظریه مه‌بانگ شد. پس از آن‌که دانشمندان تأیید کردند عالم منبسط می‌شود، لومتر گفت که اگر عالم در حال حاضر منبسط می‌شود و اجزای آن از هم فاصله می‌گیرند، به این معنی است که در زمان‌های بسیار دور به یکدیگر نزدیک بوده‌اند و شاید عالم فقط یک نقطه کوچک بوده است. به بیان دیگر، در نقطه‌ای نامعلوم در گذشته، تمام جرم عالم در یک نقطه یگانه متمرکز بوده است. این اکتشافات مهم باعث شدند که برای دو دهه پیاپی، میان فیزیک‌دانان بحث‌های مفصلی صورت گیرد و بسیاری از این افراد بر این باور بودند که عالم همواره در یک وضعیت ثابت بوده است؛ یعنی پذیرش نظریه پایداری. در این نظریه گفته می‌شود مادامی که جهان منبسط می‌شود، ماده نیز خلق می‌شود و همین امر به یکسان بودن چگالی ماده در طول زمان کمک می‌کند.

پس از جنگ جهانی دوم، میان طرفداران نظریه پایداری و نظریه نوظهور مه‌بانگ، بحث و تبادل نظر صورت گرفت و اختلافاتی نیز میان آن‌ها به وجود آمد؛ زیرا نظریه مه‌بانگ به سرعت رشد کرده و محبوب می‌شد. سر انجام، تجربه‌های بر پایه مشاهدات، نشان دادند که نظریه مه‌بانگ پیروز میدان است و امکان این‌که نظریه پایداری کنار برود وجود دارد و یکی از این مشاهدات نیز کشف تابش زمینه کیهانی در سال ۱۹۶۵ میلادی بود. از آن زمان تا به امروز، کیهان‌شناسان و ستاره‌شناسان به دنبال حل مشکلات و رفع نواقص نظریه مه‌بانگ هستند.

در دهه ۶۰ میلادی، وجود گونه‌ای حاص از ماده به نام ماده تاریک (وجود آن در سال ۱۹۳۲ توسط یان اورت پیش‌بینی شده بود) به عنوان توضیحی برای جرم از دست رفته جهان پیشنهاد شد. علاوه بر این، مقاله‌هایی که توسط استیون هاوکینگ و دیگر فیزیک‌دان‌ها نوشته شده بودند، نشان می‌دادند که تکینگی‌ها از شرایط اصلی نسبیت عام و نظریه مه‌بانگ هستند. در سال ۱۹۸۱ میلادی، فیزیک‌دانی به نام آلن گوت، دوره انبساط سریع کیهانی (همان دوره تورم) را مطرح کرد و درباره‌ی آن فرضیه‌های مختلفی را ارائه داد که توانست مشکلات دیگر نظریه‌ها را برطرف سازد. در دهه ۹۰ میلادی نیز انرژی تاریک توانست جایگاهی در علم کیهان‌شناسی پیدا کند و راه‌حل تعدادی از مشکلات نظریه مه‌بانگ باشد. انرژی تاریک می‌تواند در کنار ماده تاریک، دلیل از دست رفتن جرم عالم را مادامی که در حال گسترش است، توضیح دهد و همچنین می‌تواند دلیل این‌که چرا انبساط عالم به صورت شتاب‌دار است را نیز توضیح دهد.

در چند دهه گذشته، به لطف وجود فناوری‌هایی نظیر تلسکوپ‌های قدرتمند، ماهواره‌ها و شبیه‌سازهای رایانه‌ای، جهش بزرگی در فرآیند مطالعه عالم صورت گرفته است. این فناوری‌ها به ستاره‌شناسان اجازه می‌دهند که بتوانند عالم‌های دوردست را مشاهده کنند و در زمان به عقب بازگردند. تمام این‌ها به ما کمک کرده‌اند تا بتوانیم سن عالم را بهتر تشخیص داده و درک کنیم و همچنین محاسبات دقیق‌تری از چگالی ماده و انرژی داشته باشیم. معرفی و راه‌اندازی تلسکوپ‌هایی فضایی همچون کاوشگر تابش زمینه‌ای کیهانی (COBE)، تلسکوپ فضایی هابل، کاوشگر ناهمسان‌گرد ریزموجی ویلکینسون (WMAP) و رصدخانه پلانک، به ما کمک‌های بی‌شماری کرده است. این ابزار نه تنها می‌توانند ژرفای کیهان را رصد کنند؛ بلکه به ستاره‌شناسان این امکان را داده‌اند که بتوانند مدل‌های مختلفی را برای مشاهدات خود خلق کنند.

به عنوان مثال، در ماه ژوئن سال ۲۰۱۶، ناسا اعلام کرد که با توجه به مشاهدات انجام شده، به نظر می‌رسد که عالم با سرعتی بیش از آن‌چه که قبلاً تصور می‌شد در حال گسترش است. با توجه به داده‌هایی که توسط تلسکوپ فضایی هابل (به همراه داده‌های تطبیقی کاوشگر ناهمسان‌گرد ریزموجی ویلکینسون و رصدخانه پلانک) جمع‌آوری شدند، به نظر می‌رسد که ثابت‌ هابل چیزی در حدود ۵ تا ۹ درصد بیشتر از آن چیزی باشد که دانشمندان تصور کرده‌اند. نسل بعدی تلسکوپ‌ها، مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) و یا تلسکوپ‌های زمینی همچون تلسکوپ فوق عظیم ELT، به ما در درک هرچه بیشتر عالمی که در آن زندگی می‌کنیم کمک می‌کنند و جهش‌های بزرگی در علم ایجاد خواهند کرد.

بدون شک، جهانی که در آن زندگی می‌کنیم فراتر از ذهن ما است. بهترین و دقیق‌ترین محاسبات ما می‌گویند که عالم به شکل غیرقابل تصوری وسیع است؛ اما تا جایی که می‌دانیم ممکن است که عالم تا بی‌نهایت گسترش یافته باشد. همچنین سن عالم به حدی زیاد است که اصلاً با شرایط ذهن انسان هم‌خوانی ندارد. درک ما از این جهان، تنها به اندازه چند هزار سال مطالعه است و این را در نظر داشته باشید که سن جهان به چندین میلیارد سال می‌رسد و همین نشان می‌دهد که ما چیز زیادی از جهانی که در آن زندگی می‌کنیم، نمی‌دانیم.

در پایان باید بگوییم که ما حل این معمای بزرگ که معمای جهان است را تازه شروع کرده‌ایم. شاید روزی فرا رسد که ما بتوانیم لبه‌ی عالم را مشاهده کنیم (اگر دارای لبه باشد) و یا این‌که بتوانیم به پرسش‌های اساسی در خصوص چگونگی تعامل همه چیز، پاسخ دهیم. تا آن زمان، تنها کاری که از دست ما بر می‌آید این است که با توجه به دانسته‌های خود، ببینیم که چه چیزی را نمی‌دانیم.

بر اساس برآوردهایی که تاکنون صورت گرفته است، بیش از ۲۰۰ هزار رایانه در ۱۵۰ کشور جهان موردحمله‌ی باج افزارواناکرای (WannaCry Ransomware) واقع‌ شده‌اند که از جمله قربانیان این حمله‌ی سایبری می‌توان به مراکز مهمی همچون سازمان ملی خدمات بهداشت انگلیس و وزارت کشور روسیه اشاره کرد. پس از خسارات گسترده‌ای که این باج افزار در پی داشت، اکنون امیدها برای حل این بحران بیشتر شده است.

میزان گستردگی حملات باج افزار Wannacry

روز جمعه ۱۹ می، ابزاری منتشر شده است که به گفته‌ی محققین، می‌تواند بسیاری از رایانه‌های آلوده به این باج افزار را بدون پرداخت مبلغ باج رمزگشایی کند. این برنامه قادر خواهد بود اطلاعات رایانه‌های آلوده به این باج افزار که از سیستم‌عامل‌های ویندوز XP ،7 و ۲۰۰۳ استفاده می‌کنند، بازیابی کند. همچنین به گفته‌ی یکی از محققان که در ساخت این برنامه مشارکت داشته است، این امکان وجود دارد که ابزار منتشرشده بتواند روی دیگر نسخه‌های ویندوز همچون ویندوز سرور ۲۰۰۸، R2 ۲۰۰۸ و ویستا نیز عملکرد درستی داشته باشد. این برنامه، موسوم به WannaKiwi، بر پایه‌ی ابزاری که پیش‌ازاین و با نام واناکی منتشرشده بود، کلید رمز را پیدا می‌کند. WannaKey، در روز ۱۸ می به‌منظور استخراج اطلاعات لازم برای ساخت کلید رمزنگاری در سیستم‌عامل‌های XP منتشر شد؛ ولی این ابزار نیازمند برنامه‌ی جداگانه‌ای برای تبدیل بیت‌های استخراج‌شده به کلید رمزگشایی است.

مت سوییش، از بنیان‌گذاران شرکت امنیت سایبری Comae Technologies، در توسعه و ارزیابی واناکیوی همکاری داشته و اعلام کرده است که این برنامه به‌درستی کار می‌کند و جزئیات فنی آن را نیز برای عموم منتشر کرده است. همچنین یورو پل و آژانس مجری قانون اتحادیه اروپا هم این برنامه را تأیید کرده‌اند.

همچون واناکی، واناکیوی نیز از نقایص موجود در رابط برنامه‌نویسی برنامه‌های رمزنگاری مایکروسافت بهره می‌جوید؛ واناکرای و دیگر برنامه‌های کاربردی ویندوز هم از این رابط برای ساخت کلیدهای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می‌کنند. این رابط دارای توابعی برای پاک کردن کلیدهای ساخته‌شده، از حافظه‌ی کامپیوتر است؛ ولی نقص‌های این رابط باعث می‌شود گاهی اعداد اولی که برای ساخت کلید از آن‌ها استفاده می‌شود، در حافظه باقی بمانند. این اعداد را تا زمانی که رایانه خاموش نشده باشد یا آن قسمت از حافظه با مقدار جدیدی بازنویسی نشده باشد، می‌توان بازیابی کرد.

واناکیوی با جستجوی حافظه و یافتن مقادیر p و q که کلید رمزنگاری بر پایه‌ی آن‌ها ساخته‌شده است، کلید را بازیابی و سپس با استفاده از آن، فایل‌های قفل‌شده توسط باج افزار واناکرای را رمزگشایی می‌کند.

بنجامین دلپی، یکی از توسعه‌دهندگان واناکیوی این‌گونه بیان می‌کند که ابزار موجود تاکنون توانسته است رایانه‌های زیادی را رمزگشایی کند که برخی دارای سیستم‌عامل ۷ و ۲۰۰۳ بوده‌اند. او معتقد است که دیگر نسخه‌های ویندوز نیز می‌توانند به‌گونه‌ای مشابه بازیابی شوند. همچنین واناکیوی مزیت‌هایی نسبت به واناکی دارد، ازجمله رابط کاربری ساده و قابلیت تولید کلید رمزگشایی بدون نیاز به هیچ ابزار دیگری.

دلپی این‌گونه بیان می‌کند:

برای بازیابی فایل‌های خود، برنامه‌ی واناکیوی را دانلود کنید. اگر کلید رمزگشایی قابل بازیابی باشد، این برنامه آن را استخراج و شروع به رمزگشایی تمام فایل‌های قفل‌شده از هارد دیسکتان می‌کند، درست مانند زمانی که مبلغ باج را پرداخت کرده باشید. بااین‌حال در بسیاری از موارد این کلید قابلیت بازیابی ندارد و شانس کمی برای این کار وجود دارد.

ابزار واناکیوی در حال بازگشایی فایل‌های رمزنگاری‌ شده

ابزار واناکیوی را می‌توانید از اینجا دانلود کنید (از آنجایی که این برنامه توسط ما تست نشده است، هرگونه پیشامد احتمالی بر عهده‌ی خودتان است و زومیت مسئولیتی بر عهده نمی‌گیرد).

باید توجه داشته باشید اگر سیستم ریستارت شده باشد یا مکانی از حافظه که اطلاعات لازم برای بازیابی کلید ذخیره‌شده است، با داده‌های جدیدی بازنویسی شده باشد؛ این برنامه‌ی رمزگشا همچون واناکی قادر به یافتن کلید و بازیابی اطلاعات نخواهد بود. واناکیوی هنوز به‌صورت گسترده روی رایانه‌هایی با پردازنده‌های ۶۴ بیتی تست نشده است؛ لذا این امکان وجود دارد که عملکرد آن بر این رایانه‌ها با مشکلاتی همراه باشد. با وجود تمام محدودیت‌هایی که این برنامه‌ی رمزگشا دارد، واناکیوی پیشرفتی بزرگ در مسیر جبران خسارات وارده و کمکی ارزشمند برای حل مشکل بسیاری از مردم محسوب می‌شود.

۱. استفاده از برچسب سامانه شناسایی با امواج رادیویی روی چمدان‌‌ها

سامانه شناسایی با امواج رادیویی یا RFID، تکنولوژی جدیدی نیست. سرفونتن می‌گوید:

فرودگاه بین‌المللی هنگ کنگ و فرودگاه بین‌المللی مک کرن (McCarran) در لاس وگاس سال‌ها است که از این طرح موفقیت آمیز استفاده می‌کنند. تفاوت آن در سال ۲۰۱۷۷ این است که فرودگاه‌های بین‌المللی بزرگ نیز از این طرح در کنار شبکه‌های خود استفاده خواهند کرد.

خطوط هوایی دلتا اخیرا خبر داده است که ۵۰ میلیون دلار روی سیستم RFID در ۳۴۴ شعبه خود در سراسر جهان سرمایه‌گذاری کرده است تا ۱۲۰ میلیون چمدانی که جا به جا می‌کند را بتواند مسیریابی کند. در آینده خطوط هوایی بیشتری در این کار سرمایه‌گذاری می‌کنند.

در حال حاضر دلتا، اپلیکیشن خود را آپدیت کرده تا از طریق گوشی‌، رویدادها را به مسافران گزارش کند.

۲. پیش‌بینی و به حداقل رساندن زمان انتظار

در سالی که گذشت، انتظار در صف بازرسی امنیتی باعث سردرد‌های شدید برای مسافران آمریکایی شد. اما تکنولوژی در سال جدید این صف‌ها را قابل مدیریت‌تر خواهد کرد.

سرفونتین می‌گوید:

فرودگاه‌ها امروزه از تکنولوژی پیچیده‌ای برای بررسی و پیش‌بینی صف‌های انتظار در فرودگاه‌ها استفاده می‌کنند. چیزهایی مانند سنسور بلوتوث و وای فای، دوربین‌ها و سیستم بررسی فرودگاه و خط هوایی، در کنار هم قرار می‌گیریند تا با استفاده از الگوریتمی پیچیده، زمان انتظار در صف‌ها را پیش‌بینی کنند. حالا شما می‌توانید به فرودگاه بروید و بدانید که چقد طول می‌کشد تا از محل‌های بازرسی عبور کنید.

همچنین این تکنولوژی به خطوط هوایی و فرودگاه‌ها در برنامه‌ریزی برای کوتاه نگه داشتن صف‌ها کمک می‌کند.

برای مثال هنگامی که سیستم پیش‌بینی می‌کند که زمان انتظار زیاد است، می‌توان تعداد بیشتری مامور امنیتی مستقر کرد. تکنولوژی پیش‌بینی زمان انتظار صف‌ها یک نتیجه برد - برد برای مسافران است و این مربوط به آینده نیست، بلکه در حال حاضر دارد استفاده می‌شود. فرودگاه بین‌المللی اورلاندو (Orlando) و فرودگاه بین‌المللی فونیکس اسکای هاربر (Phoenix Sky Harbor)، دو فرودگاهی هستند که از این طرح موفقیت‌آمیز استفاده می‌کنند.

۳.  بالا بردن امنیت

امن نگه داشتن پروازها نباید به معنی سفری خسته کننده تر باشد.

چالش اصلی این است که چگونه تعادل بین سفری آرام برای مسافران و امنیت عالی برقرار کنیم. گسترش استفاده از پاسپورت‌های الکترونیک باعث شده تا میزان سواستفاده افراد سودجو و کلاه بردار کمتر شود و در حال حاضر مسافران می‌توانند با استفاده از این پاسپورت‌ها که تکنولوژی تشخیص بیومتریک در آن‌ها به کار رفته، راحت‌تر و امن‌تر از ایست‌های بازرسی امنیتی عبور کنند.

SATA، سیستم اسمارت پچ (Smart path) را که به مسافران اجازه می‌دهد مسیر فرودگاه به هواپیما را به راحتی و با چک کردن بیومتریک از فرودگاه به هواپیما بروند، طراحی کرده است.

اطلاعات بیومتریک مسافران توسط یک اسکنر چهره در ابتدای ورود، دریافت می‌شود. اطلاعات ذخیره شده برای بررسی مدارک و پاسپورت مسافران کنترل و یک ژتون امنیتی برایشان ساخته می‌شود. سپس در هر مرحله از بازرسی فرودگاه، مسافران به راحتی و فقط با اسکن چهره و بدون نشان دادن پاسپورت، از بازرسی‌های امنیتی عبور کنند.

۴. check-in توسط مسافر

فرودگاه‌ها و خطوط هوایی روی مکانیزه شدن سرمایه گذاری کرده‌اند تا مسافران بجای خط check-in به صورت مستقیم از مغازه و رستوران‌ها خرید کنند. بیش از ۹۰ درصد فرودگاه‌ها باجه‌ی check-in دارند. امروزه انجام این کار توسط خود مسافر، محبوب‌تر شده است. ۶۱ درصد فرودگاه‌ها به مسافر در تحویل چمدان‌ها کمک می‌کند اما بیش از یک چهارم فرودگاه‌ها اجازه می‌دهند تا همه‌ی کارها را خود مسافر انجام دهد. انجام دادن کارها توسط خود مسافر سریع‌تر انجام می‌شود و دیگر نیازی ندارند که زمان زیادی برای کمک یکی از کارکنان فرودگاه منتظر بمانند. در سال ۲۰۱۷ استفاده از این سرویس در حال افزایش است و تحقیقات SITA نشان می‌دهد که بیش از ۷۲ درصد فرودگاه‌ها برنامه‌ریزی کرده‌اند که تا پایان سال ۲۰۱۹ این سرویس را ارائه دهند.

۵. اطلاعات مسافران

فرودگاه‌ها و خطوط هوایی، در حال افزایش ِ استفاده از تکنولوژی برای ارسال اطلاعات شخصی‌سازی شده در مورد پرواز مسافران به آن‌ها هستند.

در حال حاضر ما می‌توانیم در هرزمان از طریق تلفن‌ها و ساعت‌های هوشمند خود و با استفاده از اپلیکیشن‌های خطوط هوایی، مسنجر یا اپلیکیشن‌هایی مانند App In the Air ،TripCase و TripIt به روز باشیم.

چیزی که مسافران می‌خواهد اطلاعات است که باید دقیق و در زمان مناسب باشد. امروزه خطوط هوایی و فرودگاه‌ها می‌توانند اطلاعات مربوط به چمدان‌ها، زمان انتظار در صف و اطلاعات پرواز را در لحظه در اختیار مسافران قرار دهد. SITA اطلاعات زیادی در این موارد، در اختیار سازندگان اپلیکیشن‌ها که بر روی طراحی اپ برای فرودگاه‌ها کار می‌کنند قرار داده است. این سرویس وقتی که با تکنولوژی بیکن (Beacon) ادغام می‌شود این قابلیت را به فرودگاه‌ها می‌دهد تا به مسافران اطلاعات مفید را بسته به جایی که در فرودگاه ایستاده‌اند بدهد.

گروهی از محققان دانشگاه ملی استرالیا به سرپرستی دکتر محمد سعادت‌فر، موفق به کشف روشی برای فرمول‌بندی کنار هم قرارگیری منظم ذرات کروی و تعمیم آن به حالت فیزیکی شدند. دکتر سعادت‌فر بیان می‌کند:

این دانش می‌تواند در ساخت آسمان‌خراش‌ها روی زمین‌های شنی، قرارگیری دانه‌ها در خاک و بسته‌بندی داروها و رهایش آن‌ها در بدن (دارورسانی) به کار رود. خاک و شن از فراوان‌ترین مواد موجود در دنیا هستند، غلات به میزان بسیار بالا در سیلوهای غول‌پیکر نگهداری می‌شوند و داروها اغلب به شکل قرص بسته‌بندی می‌شوند. با این حال ما هنوز دقیقا نمی‌دانیم که ساختار آرایشی این مواد هنگامی که در کنار هم قرار می‌گیرند، چگونه رفتار می‌کند!

اعضای گروه پژوهشی دکتر سعادت‌فر، متشکل از ریاضی‌دانان و فیزیک‌دانان بین‌المللی، با استفاده از سی‌تی‌اسکن با رزولوشن بالا بررسی کرده‌اند که ذرات کروی در هنگامی که در ظرفی ریخته می‌شوند، چگونه به نظمی طبیعی می‌رسند. مردم فکر می‌کنند که این آرایش کمترین جا را اشغال می‌کند؛ ولی آیا واقعیت نیز چنین است؟ دکتر سعادت‌فر می‌گوید:

اکنون ما باور داریم که سازوکار چگونگی تغییر از حالت نگه‌داری و بسته‌بندی نامرتب غلات به حالت مرتب را یافته‌ایم. هرگاه ذرات کروی مانند توپ فوتبال، بلبرینگ یا اتم‌ در یک فضای محدود کنار هم قرار گیرند، کارآمدترین آرایش قرارگیری و منظم‌ترین آن‌ها با نام «مکعبی وجوه مرکز پر» شناخته می‌شود. اتم‌های سدیم و کلر در بلور‌های نمک نیز چنین آرایشی دارند. در این آرایش، فضای خالی بین کره‌ها کمترین حالت ممکن است و بیش از ۷۴ درصد فضا پر خواهد بود.

حال‌ آن‌که وقتی کره‌ها را به‌صورت تصادفی در ظرفی بریزیم، آن‌ها به‌طور طبیعی این آرایش را به خود نمی‌گیرند و تنها ۶۴ درصد فضا را اشغال می‌کنند؛ بنابراین پیش‌فرض‌های مردم که قبلا بیان شد، منطبق با واقعیت نیست. این آرایش با نام کنار هم قرارگیری تصادفی شناخته می‌شود و نظم شکل بالا را ندارد.

البته این گروه تحقیقاتی پیش از این نشان داده بود که اشغال فضای ۶۴ درصدی هم بدون آرایش ریاضی یا به اصطلاح، تصادفی نیست. در حقیقت هنگامی که ذرات کروی به‌طور تصادفی در ظرفی ریخته می‌شوند، آرایشی به خود می‌گیرند که «چهاروجهی مرکز حجمی» نام دارد. دکتر سعادت‌فر می‌گوید:

پیش از این تصور می‌شد که کنار هم قرارگیری ذرات کروی به‌صورت طبیعی به شکلی کارآمدتر غیر ممکن است و نتایج آزمایشگاهی نیز این را تأیید می‌کردند. البته خیلی دشوار است که از آرایش طبیعی به‌سوی آرایش کاملا منظم حرکت کنیم. این امر نیازمند شکستن الگوهای نامنظم طبیعی و نیازمند نیروی مکانیکی قدرتمندی است. البته این نیرو باید با مقدار کاملا مشخصی وارد شود؛ نیروی کمتر یا بیشتر به آرایش منظم کریستالی منجر نخواهد شد.

دکتر سعادت‌فر می‌گوید آرایش منظم‌تر در پیمانه کردن غلات در انجیل نیز ذکر شده است: 

پیمانه‌ای مناسب، فشرده‌شده، بیخته و لبریز به تو داده خواهد شد. زیرا هرگونه که برای مردم بسنجی برای تو نیز سنجیده خواهد شد. 

این آیه به‌ تمامی عملیاتی که ما در آزمایشگاه استفاده می‌کنیم، اشاره کرده است: پرس کردن و تکانش مناسب!  دکتر سعادت‌فر می‌گوید:

البته ما پا را فراتر گذاشته‌ایم و معادلات ریاضی این عملیات را ابداع کرده‌ایم. گروه ما از روشی نسبتا جدید در ریاضیات با نام Homology استفاده می‌کند تا تصویرهای سه‌بعدی پرتو ایکس در مقیاس وسیع را با کمک کامپیوتر تفسیر کند. باید توجه داشته باشیم که بهبود ۱۰ درصدی حجم اشغال‌شده توسط ذرات کروی، در مقیاس عظیم سیلوهای غلات یا تجهیزات گران‌قیمت داروسازی عدد قابل‌ توجهی خواهد بود. البته برای ذرات با اشکال متفاوت، معادلات ریاضی بسیار پیچیده‌تر می‌شود. وقتی بخواهیم سراغ توپ راگبی یا اسمارتیز برویم، کار بسیار بیشتری طلب می‌کند. می‌توانم بگویم برای چند سال آینده تنقلات محققان گروه من در آزمایشگاه، اسمارتیز خواهد بود!