درباره وبلاگ


سلام خدمت شما بيننده گرامي من علي شجاعي نويسنده وبلاگ از شما به خاطر بازديد از وبلاگم تشكر مي كنم لطفا اگر شایسته دونستید این وبلاگ را به دیگران نیز معرفی کنید
آخرین مطالب
آرشيو وبلاگ
پيوندها
نويسندگان


<-PollName->

<-PollItems->

خبرنامه وب سایت:





آمار وب سایت:  

بازدید امروز : 1
بازدید دیروز : 17
بازدید هفته : 451
بازدید ماه : 493
بازدید کل : 51987
تعداد مطالب : 17
تعداد نظرات : 0
تعداد آنلاین : 1

Alternative content





فيزيك
همه چيز از جمله فيلم وانيميشن فيزيك




کاربران و بینندگان محترم ار این پس فروم وبلاگ فعال شد می توانید در آنجا راجع به فیزیک صحبت کنیم

پنج شنبه 7 شهريور 1398برچسب:, :: 13:36 ::  نويسنده : علي شجاعي

هذه آیات لاولولالباب

این نشانه هایی است برای کسانی که

می  اندیشند.


هزینه ی بازدید تنها یک صلوات است



سه شنبه 12 فروردين 1398برچسب:, :: 19:40 ::  نويسنده : علي شجاعي

ستارگان جادو کننده و کوبنده !

آسمان

دانشمندان ستارگانی را در آسمان یافته اند که به نام «ستاره های آبی رنگ» نام گذاری شده اند.

این ستارگان آبی رنگ در فاصله میلیون ها سال نوری از زمین قرار دارند ولی قدرت نور رسانی آن ها میلیون ها برابر بیشتر از نور خورشید است به طوری که اگر خورشید در این مسافت از ما قرار داشت، هرگز نورش به ما نمی رسید اما شدت نور این ستارگان آبی رنگ آن قدر زیاد است که توانسته اند این فواصل مکانی را در نوردیده و به زمین برسند و با وجود غبارهای فضایی که مانع رسیدن نور میلیون ها ستاره دیگر هستند، ستارگان آبی رنگ می توانند نور خود را به ما برسانند اما مطلب شگفت انگیزتر این است که این ستارگان، فرکانس هایی از نور به زمین می فرستند که گویا جوّ زمین را می کوبند به طوری که با استفاده از ابزارهای خاص فضایی می توان حتی صدای کوبیدن نور این ستارگان به جو را شنید.

بنابراین دانشمندان علم ستاره شناسی، این ستارگان را «ستارگان کوبنده» نیز نام گذاری کرده اند ؛ زیرا پوشش جوّی کره زمین را به وضوح می کویند.

قرآن کریم در آیات ابتدایی سوره طارق درباره ستارگان اینچنین می فرماید: «وَالسَّمَاء وَالطَّارِقِ وَمَا أَدْرَاكَ مَا الطَّارِقُ النَّجْمُ الثَّاقِبُ»

در اینجا خداوند به «طارق» یعنی کوبنده قسم یاد می کند و می پرسد آیا می دانی طارق چیست؟ و در ادامه، خود پاسخ می دهد که طارق همان ستاره فروزان است.

آری، خدای متعال در این گونه آیات به گوشه ای از عظمت آفرینش خود اشاره می کند تا به بزرگی و یگانگی او پی ببریم و حقانیّت کلام او را دریابیم و راه هدایت را در پیش گیریم.

 

ستارگان جادو کننده

در این گیتی پهناور، ستارگانی با جرم و حجم بسیار زیاد وجود دارند که هر جرم و ستاره و غبار و سنگ متراکمی را به طرف خود می کشانند و می بلعند و گویا مأموریت آنها تمیز کردن فضا از اضافات است.

خداوند متعال در آیات پانزدهم و شانزدهم سوره تکویر درباره گروهی از ستارگان چنین فرموده است: «فَلَا أُقْسِمُ بِالْخُنَّسِ الْجَوَارِ الْكُنَّسِ» منظور از ترکیب وصفی «الْجَوَارِ الْكُنَّسِ» همان ستارگانی است که فضا را مانند جادویی، تمیز می کنند.

دو کلمه «نهار» و «جلیها» از نظر بیان حروف، بسیار آسان تلفّظ می شوند ولی در ترازوی سنجش، بسیار عظیم و بزرگ اند و مالامال از عطر معنوی توحیدی، آری، این همان معجزه جاوید پیامبر است که از طرف خداوند متعال به ما عنایت شده است

می پندارند که جامد است

از فضا به زمین می آییم و می بینیم که شگفتی های قرآن در این باره کمتر از آسمان ها نیست. در حین انتقال از فضا به زمین و دیدن عکس هایی در این باره مشاهده می کنیم که کوه ها همانند ابرهایی در حرکت اند ولی کسی که در کنار آنهاست تصوّر می کند که آنها جامد و ساکن اند .

قرآن کریم این حرکت ها را هزار و چهار صد سال پیش از ورود انسان به فضا مطرح کرده است؛ آن هنگام که دیدن این مناظر عجیب برای هیچ کسی امکان پذیر نبوده است.

قرآن کریم در آیه 88 سوره مبارکه نمل می فرماید «وَتَرَى الْجِبَالَ تَحْسَبُهَا جَامِدَةً وَهِیَ تَمُرُّ مَرَّ السَّحَابِ صُنْعَ اللَّهِ الَّذِی أَتْقَنَ كُلَّ شَیْءٍ إِنَّهُ خَبِیرٌ بِمَا تَفْعَلُونَ »

«و كوه‏ها را مى‏بینى [و] مى‏پندارى كه آنها بى‏حركتند و حال آنكه آنها ابرآسا در حركتند. [این‏] صُنعِ خدایى است كه هر چیزى را در كمال استوارى پدید آورده است. در حقیقت، او به آنچه انجام مى‏دهید آگاه است.»

 

تجلّی و آشکار شدن خورشید

یک فضانورد پس از فرود از فضا به زمین، چنین می گوید: «از شگفتی ها و عجایبی که هنگام فرود از آسمان به زمین و در طول روز مشاهده کردیم، انتقال ما از تاریکی مطلق فضا به نور و روشنایی زمین بود. نور و روشنایی ای که حاصل نور خورشید بود.

برخلاف این تصوّر که " هر چند به طرف خورشید در فضا حرکت کنیم باید نورش متجلّی تر و آشکارتر شود " ولی در حقیقت نور خورشید در فضا بسیار کم بود و خورشید مانند دیگر ستارگان شده بود و قادر به تشخیص آن نبودیم ، اما هنگام فرود به زمین و پس از قرار گرفتن در زیر جوّ زمین، خورشید با تمام قدرت می تابید و نور دهی و حرارتش برای ما آشکار شد .

بنابراین فهمیدیم که این پوشش جوّ کره زمین است که می تواند به تنهایی نور خورشید را به هنگام روز آشکار و نمودار کند، همان طور که نور به واسطه ای نیازمند است تا به طور کامل قابل دیدن باشد و این واسطه همان گازها و هوا و اشیای موجود در جوّ کره زمین است که مانند عدسی، نور خورشید را برای ما متمرکز و قابل رویت کرده است. پس خورشید بدون روز کره زمین، نور متجلّی شده ای ندارد و در نتیجه ، روز فقط به معنی آن نیست که نور آفتاب را متجلّی تر می کند و این مسأله به شکل پایاپای و دو طرفه است و این کشفی است که ما تا هنگامی که به فضا نرفته بودیم ، نمی توانستیم از آن آگاه شویم و با چشمان خود ملاحظه کنیم.»

اما شگفت آورتر این است که قرآن کریم چند صد سال پیش از این، به ما خبر داده و فرموده است که این روز در کره زمین است که باعث تجلّی و آشکار شدن نور خورشید می شود و در سوره شمس می فرماید «وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا» «سوگند به خورشید و گسترش نور آن.» تعبیر آیه سوم این است که روز کره زمین، نور خورشید را برای ما تجلّی می کند.

دو کلمه «النَّهَارِ» و «جَلَّاهَا» از نظر بیان حروف، بسیار آسان تلفّظ می شوند ولی در ترازوی سنجش، بسیار عظیم و بزرگ اند و مالامال از عطر معنوی توحیدی.

آری، این همان معجزه جاوید پیامبر است که از طرف خداوند متعال به ما عنایت شده است.

تولید انرژی همیشگی از کوه
کوه ها میخ های زمین اند

فضا نوردی دیگر پس از فرود از فضا به زمین، درباره ی کره زمین چنین می گوید: «وقتی از فضا به زمین باز گشتیم، زمین را مانند موجودی آرام یافتیم که توانایی حرکت زیادی نداشت زیرا درونش به شدّت، پا بر جا و ثابت است.

دلیل این ثبات وجود کوه هایی است که در اعماق زمین به هم متّصل اند ؛ مانند میخ هایی در آو فرو رفته اند به طوری که هفت برابر حجم کوه ها در سطح زمین را ریشه های آن ها تشکیل می دهند که در اعماق زمین فرو رفته اند و اگر این کوه ها نبودند زمین سست می شد و همه موجودات آن را در خود فرو می برد.

این نکته بسیار عجیبی است که قرآن کریم قرن ها پیش به آن اشاره کرده و فرموده است که این کوه ها هستند که مانع زمین لرزه های شدید می شوند و باعث می شوند که زمین شرایط مناسبی برای زندگی داشته باشد.

خداوند متعال در آیه ی 31 سوره ی مبارکه انبیاء می فرماید: «وَجَعَلْنَا فِی الْأَرْضِ رَوَاسِیَ أَن تَمِیدَ بِهِمْ» «و بر زمین کوه ها بیافریدیم تا نلرزاندشان و در آن راه های فراخ ساختیم، باشد که راه خویش بیابند.»

هم چنین در آیات 6 و 7 سوره ی نباء درباره اینکه کوه ها مانند میخ هستند، چنین می فرماید: «أَلَمْ نَجْعَلِ الْأَرْضَ مِهَادًا وَالْجِبَالَ أَوْتَادًا» آیا ما زمین را بستری نساختیم؟ و کوه ها را میخ هایی؟

 

پست ترین نقطه زمین

در تاریخ ثبت شده که در زمان رسول خدا (صلی الله علیه واله وسلم) بین رومیان و ایرانیان جنگی در گرفت. این جنگ در سواحل بحرالمیّت اتفاق افتاد و آثار باستانی رومی ها در منطقه «الحفل» کشف شده است.

شگفت آورتر از این است که قرآن کریم چند صد سال پیش از این، به ما خبر داده و فرموده است که این روز در کره زمین است که باعث تجلّی و آشکار شدن نور خورشید می شود و در سوره شمس می فرماید « و الشّمس و ضحیها» «سوگند به خورشید و گسترش نور آن»

 

امّا نکته ای که امروزه با کمک ماهواره ها و عکس های فضایی مشخّص می شود، این است که عمیق ترین سطح موجود در روی کره زمین در زیر دریاها قرار دارد و این منطقه که در زیر بحرالمیّت واقع است پست ترین و پایین ترین نقطه زمین محسوب می شود .

شگفت انگیز این که قرآن کریم از این موضوع پرده برداشته و می فرماید که ؛ این جنگ در پست ترین و پایین ترین نقطه زمین اتفاق افتاد قرآن کریم در آیات یکم و چهارم سوره مبارکه روم در این باره می فرماید: «الم غُلِبَتِ الرُّومُ فِی أَدْنَى الْأَرْضِ» یعنی در «أَدْنَى الْأَرْضِ» رومیان مغلوب شدند، در نزدیک این سرزمین، پس از مغلوب شدن بار دیگر غالب خواهند شد.

این آیه نشان می دهد که این جنگ در پست ترین و پایین ترین نقطه زمین اتفاق افتاده است، ولی چه کسی غیر از خدای متعال می تواند از پایین ترین منطقه سطح دریاها و نقطه کره زمین خبر دهد؟

صاحب مجموعه «المجاز العلمیه» می گوید: « من با رئیس سابق مرکز زمین شناسی آمریکا، «الیسون ماتمار» گفتگو کردم. به او گفتم با توجه به آیات ابتدایی سوره روم، قرآن کریم به ما فرموده است که پست ترین و پایین ترین نقطه ی زمین، منطقه ای در سواحل بحرالمیّت اردن است.

این پروفسور آمریکایی ابتدا این مطلب را رد کرد ولی وقتی بحث ما جدی شد و اصرار مرا دید، نقشه ای آورد که در آن تمام پستی ها و بلندی های زمین نمودار بود. گفت آن منطقه ای که تو می گویی کجاست؟ گفتم در بیت المقدس. گفت یعنی دقیقاً کجاست؟ گفتم در اورشلیم. او انگشت خود را بر روی منطقه گذاشت و دید که علامتی از آن منطقه، چیزی را نشان می دهد، با دقت بیشتر نگاه کرد و دید که نوشته: «پست ترین و پایین ترین نقطه ی زمین»!

منبع:http://www.tebyan.net/newindex.aspx?pid=278604



دو شنبه 14 ارديبهشت 1394برچسب:, :: 16:51 ::  نويسنده : علي شجاعي

 

مقدمه:  اما در واقع یک ریسمان از چه چیزی ساخته شده است؟ یک ریسمان یک مقدار کوچک انرژی است و در اینجا هیچ چیزی کوچکتر از این مقدار انرژی نیست.

در نظریه ی ریسمان به جای اینکه هر ذره را مستقل در نظر بگیریم به صورت رشته ای پیوسته با شکلهای مختلف درنظر میگیریم , مثلا الکترون را می توان مانند یک النگو رشته ای بدانیم که دو سرش بهم گره خورده و حلقه دایره ای تشکیل داده است. علت بوجود آمدن این نظریه این بود که گرانش با کوانتوم مشکل دارد. همچنانکه گفته شد در دنیای ما چهار نیروی اصلی بنامهای الکترومغناطیسی، هسته ای قوی، هسته ای ضعیف و گرانشی وجود دارد. سه نیروی اول به ترتیب می توانند با هم در انرژیهای بالا متحد شوند و یک نظریه واحد داشته باشند. یعنی انشعاباتی از یک نظریه ی اصلی باشند. اصطلاحاٌ می گویند این سه نظریه در انرژیهای بالا تقارن دارند و در انرژیهای معمولی دچار شکست خودبخودی تقارن می شوند. اما چهارمین نیروی اصلی یعنی گرانش دو مشکل اساسی دارد. یکی وحدت نیافتن با سه نیروی دیگر و دیگر اینکه اگر ذرات را نقطه ای در نظر بگیریم، سطح مقطع برهم کنش نیروی گرانشی بین دو ذره ی نقطه ای که بهم نزدیک می شوند طبق نظریه ی کوانتومی بی نهایت بدست می آید. از اینرو ذرات بصورت ریسمانهای یک بعدی در نظر گرفته شدند. مثلا الکترون یا کوارکها همگی ریسمانهای بسته و حلقوی با شکلهای مختلفند. در این تصورجدید، دیگر برهم کنش ذرات در زمان و مکان خاص رخ نمی دهد بلکه شما دو حلقه دارید که در فضا بهم نزدیک می شوند و با عکسبردای تخیلی یک پوسته به شکل شلنگ نمایش داده می شود. مثل اینکه دو شلنگ بهم برخورد کرده باشند و دو شلنگ جدید بوجود آورده باشند. در این نظریه هم وحدت میسر است و هم بینهایتهای گرانش کوانتومی برطرف می شود.

 

چکیده:

ابعاد اضافی: نظریه ی ریسمان ادعا می کند که دنیای ما ده بعدیست. یعنی نه بعد مکانی و یک بعد زمانی دارد. این برخلاف تجربیات ماست. یعنی ما فکر می کنیم که در دنیایی با سه بعد مکانی و یک بعد زمانی زندگی می کنیم. به همین دلیل توجیه می کند که شش بعد اضافی در واقع در دنیای ما وجود دارند ولی فشرده شده اند. فشرده شدن یعنی اینکه مثلا شما یک شلنگ را از فاصله ی دور بصورت یک بعدی می بینید اما از نزدیک بصورت یک استوانه ی دو بعدی. امروزه برخی از نظریه پردازان ریسمانها بحث ابعاد بیشتر، حتی 26 بعد را مطرح کرده اند.

پوسته ها: یک پوسته چیزی است که یک ریسمان روی آن قرار دارد. فرض کنیم یک پوسته یک فضای سه بعدی است(مانند فضای ما). بعد فرض کنیم میدانها روی این پوسته ها هستند. فوتون روی این پوسته هاست و شش بعد دیگر تاریک است. فوتون فقط روی این پوسته ها زندگی می کند. و ما ابعاد اضافی را نخواهیم دید. همچنین گراویتون در همه ی فضا وجود دارد. کنش ذرات با گراویتون در نه بعد انجام می شود. اثر گراویتون در این ابعاد اضافی آنقدر کوچک است که ما فقط آثار گرانش را مشاهده می کنیم.

 

M-Theory: نظریه های مختلفی تحت عنوان نظریه ریسمانها ارائه می شود که توضیحات متفاوتی از یک پدیده فیزیکی می دهند. در حقیقت پنج نوع نظریه ریسمانها وجود دارد:

Type I, Type IIA, Type IIB, Heterolic E8, Heterolic SO32

دو نوع E8, SO32   مخلوط نوع دو و نظریه ریسمان بوزونیک هستند.

در نظریه ریسمانها نگرش به ذرت شبیه سیمهای گیتار است که تحت کشش های مختلف، نتهای متفاوتی را تولید می کنند.

 

ریسمان چیست؟

رشته سیمهای گیتار را تصور کنید که با کشیده شدن در طول گیتار کوک شده‌اند؛ بسته به آنکه سیمها چقدر کشیده شوند و تحت فشار قرار گیرند، نت‌های موسیقی مختلفی بوسیله آنها ایجاد می‌شود. می‌توانیم این نت‌های موسیقی را حالتهای برانگیخته سیمهای گیتار تحت کشش بنامیم. به طور مشابه در تئوری ریسمان ذرات بنیادین که در شتابدهنده‌ها مشاهده می‌شوند را می‌توانیم نت‌های موسیقی و یا همان حالتهای برانگیخته فرض کنیم.

در تئوری ریسمان همانند نواختن گیتار، ریسمانها باید تحت کشش قرار بگیرند تا برانگیخته شوند.

کشش ریسمان
 اگرچه ریسمانها در تئوری ریسمان در فضا-زمان شناور هستند و مانند گیتار مقید نیستند ولیکن با این حال آنها کشش دارند، کشش ریسمان در تئوری ریسمان  با کمیت:

α'  متناسب با مربع طول ریسمان

اگر تئوری ریسمان تئوری گرانش کوانتوم باشد، پس متوسط اندازه ریسمان باید چیزی نزدیک به مقیاس طول گرانش کوانتوم باشد که طول پلانک نامیده می‌شود و حدود ده بتوان منهای سی و سه سانتیمتر می‌باشد. متاسفانه این بدان معناست که ریسمانها به حدی برای دیدن با تکنولوژی فعلی فیزیک ذرات کوچک هستند که فیزیکدانان مجبور به ابداع روشهای جدیدی برای آزمایش تئوری شدند.
 

ابر تقارن

تئوری در ابتدا فقط برای بوزون‌ها بود، به منظور اینکه فرمیون‌ها هم وارد تئوری ریسمان شوند باید یک نوع بخصوص از تقارن به نام ابرتقارن وجود می‌داشت که به واسطه آن برای هر بوزون، یک فرمیون متناظر وجود داشته باشد. پس ابرتقارن، ذرات حامل نیرو و ذراتی که ماده را می‌سازند به هم مربوط می‌کند.
نتایج ابرتقارن در آزمایشات ذرات مشاهده نشده‌اند اما نظریه پردازان معتقد هستند که ذرات ابرتقارن بزرگتر و سنگین‌تر از آن هستند که در شتابدهنده‌های فعلی بتوان آنها را مشاهده کرد. ایجاد شتابدهنده‌های قوی‌تر انرژی بالا در دهه آینده می‌تواند شواهد لازم برای ابرتقارن در اختیار ما قرار دهند.
 

بهنجارش

مهم نبود که هر کس چقدر تلاش می‌کرد، به نظر می‌رسید گرانش به هیچ وجه به نظریه‌ای قابل بهنجارش تبدیل نمی‌شود؛ یک مشکل بزرگ این بود که امواج گرانش کلاسیک که فرض می‌شد ذره حامل آن گراویتون است، دارای اسپین 2 بودند و برای اسپین دو عبارت 4j-8+D مساوی D می شد و برای D=4  انتگرال بینهایت می شد. و این برای فیزیکدانان غیرقابل هضم بود و سالها تلاش آنها در راه رسیدن به گرانش کوانتوم ناکام ماند. در اینجا بود که تئوری ریسمان وارد شد تا این خلا را پر کند.
تئوری ریسمان در اصل برای توصیف روابط میان جرم و اسپین هادرون‌ها پیشنهاد شده ‌بود. در تئوری ریسمان، ذرات از برآشفتگی ریسمان‌های بسیار ریزی بوجود می‌آمدند ؛ یک ذره که از این برآشفتگی‌ها بر می‌خواست، ذره‌ای بود با جرم صفر و دو واحد اسپین.
موفقیتی که تئوری ریسمان داشت این بود که در مدل دیاگرامهای فاینمن، دیاگرامها به سطوح صاف دو بعدی تبدیل می‌شدند و انتگرالهای روی سطح دیگر مشکل فاصله صفر را نداشتند

دیاگرام تئوری ذره‌ای

دیاگرام تئوری ریسمان

تئوری ریسمان و تئوری گرانش کوانتوم


در 1974 نهایتا این سوال مطرح شد که " آیا تئوری ریسمان می‌تواند تئوری گرانش کوانتوم باشد؟ ".
در تئوری ریسمان، ممنتوم بینهایت به معنای فاصله صفر نبود، زیرا در این تئوری رابطه بین ممنتوم و فاصله به قرار زیر بود:

کمیت a' به تنش ریسمانها بستگی داشت، کمیتی بنیادین بر اساس رابطه

رابطه بالا به طور غیرمستقیم بیان می‌کند که کمترین طول قابل مشاهده برای تئوری ریسمان به صورت زیر است:
 

 

رفتار ذره در فاصله صفر که در تئوری میدان کوانتوم بسیار مشکل‌ساز بود، در تئوری ریسمان بسیار بی‌اهمیت شد و همین باعث شد که تئوری ریسمان نامزد تئوری گرانش کوانتوم شود.
اگر تئوری ریسمان ، تئوری گرانش کوانتوم باشد، مقدار طول مینیموم باید حداقل اندازه طول پلانک باشد که از ترکیب ثابت پلانک و ثابت گرانش نیوتون و سرعت نور بدست می‌آید:

لازم به ذکر است که مساله مقیاس طول در تئوری ریسمان به خاطر دوگانگی ریسمان‌ها پیچیده و مشکل شد. ( (heterotic E8

مطرح کنندگان نظریه ی ریسمان برای توصیف این حالت ابرتقارن را وارد این نظریه کرده اند که در این صورت هر دو هم فرمیون ها دارای جایگاه هستند و هم بوزون ها . در این صورت نظریه هایی پدید می آیند که ابرریسمان نامیده می شوند . نظریه های ابر ریسمان بر پنج نوعند. 

 

یک تصویر نو از تئوری ریسمان

 

متخصص های نظریه ی ریسمان بر این باور هستند  که پنج تئوری ابر ریسمان وجود دارد . نوع  I  ، نوع  IIA  و نوع IIB  و دو حالت تئوری ریسمان اکتشافی یا هترو تیک که عبارتند از :

 

این پنج تئوری ابر ریسمان به یکدیگر متصل هستند . همچون یک تئوری خاص و پایه ای . این تئوری ها به دگرگونی وابسته اند که به آن دوگانی می گوئیم . اگر دو تئوری با دوگانی دگرگونی وابسته باشند ، بدان معنا است که اولین تئوری می تواند در برخی از راه ها دگرگون شده باشد . به این دو تئوری دوگانه برای یکدیگر گفته می شود .

این کمیت های پیوند دوگانگی ها جدا از هم تصور می شدند . مقیاس ها فاصله های کم و زیاد ،  نیرو ،  طول و ... . این کمیت ها همیشه در فیزیک در هر دو تئوری میدان های کلاسیک و تئوری ذرات کوانتومی  دارای حد خاصی هستند . اما ریسمان ها می توانند تفاوت بین کوچکی و بزرگی ، نیرومندی و ضعف باشند .

 

آنتروپی سیاهچاله چیست ؟

 

عقیده نظریه ریسمان در زمینه ی سیاهچاله : همانطور که می دانیم سیاهچاله ها نتیجه معادلات اینشتین هستند و چون تئوری ریسمان وجود گرانش را می پذیرد و شامل معادلات اینشتین نیز می شود پس وجود سیاهچاله ها را نیز می پذیرد . اما تئوری ریسمان بیشتر از تقارن جالب انواعی از ماده که معمولا" در معادلات اینشتین عادی به نظر می رسند بر خواسته است . بنابراین سیاهچاله در بافت تئوری ریسمان موضوعی جالب برای مطالعه هستند .  

 

زمانی که این موضوع کشف شد که سیاهچاله ها می توانند با توجه به فرایند های کوانتومی نابود شوند به نظر می آمد که آنتروپی و دما دارایی ترمودینامیک هستند . دمای سیاهچاله با معکوس جرمش متناسب است . بنابراین سیاهچاله با نابودی اش گرم و گرمتر از دوره ی سابق خود می شود . آنتروپی سیاهچاله یک چهارم منطقه ی افق رویداد است ، بنابراین آنتروپی همچون سیاهچاله کوچک و کوچکتر می شود و در نتیجه منطقه ی افق رویداد نیز رفته رفته کاهش می یابد .  

حال باید گفت که در تئوری ریسمان نقل روشنی بین زیر کوانتوم ها و تئوری کوانتوم و فرض آنتروپی سیاهچاله وجود ندارد .

 

ریسمان ها و گرانش

 

اگر تئوری ریسمان همان تئوری گرانش است چطور می توانیم را با تئوری گرانش اینشتین مقایسه کنیم ؛ چه رابطه ای بین هندسه ی فضا - زمان و تئوری ریسمان وجود دارد .

ساده ترین نوع برای تصور سفر یک ریسمان در فضا - زمان تخت d بعدی ، به معنای سفر از یک سوی فضا به سوی دیگر آن است. در صورتی که صدای تیک تیک زمان به گوش می رسد . یک ریسمان یک جسم یک بعدی است ، این بدان معنا است که اگر  بخواهی در طول یک ریسمان سفر کنی فقط می توانی به جلو و عقب بروی و این امکان وجود ندارد که به یک سو یا بالا و یا پائین بروی . یک ریسمان می تواند به یک سو مثلا" بالا و پائین در فضا - زمان حرکت کند . اگر چه یک ریسمان همچنین می تواند گردادگرد فضا - زمان حرکت کند . آنها در یک سطح از فضا زمان کشیده می شوند و همانند جارویی عمل می کنند که به آن ریسمان ورد شیت ( کلمه ی ورد شیت یک واژه ی انگلیسی است که به صورت worldsheet   است این کلمه معادلی صریحی در فارسی ندارد ولی اگر بخواهیم معادلی برای آن بیابیم می توانیم بگوئیم صفحه یا ورقه جهانی ) که در واقع دو بعد از سطح و یک بعد از فضا و یک بعد از زمان است .

 

ریسمان ورد شیت یک کلید برای تمام فیزیک ریسمان ها است . یک ریسمان نوسان می کند و از میان چهار بعد فضا - زمان سفر می کند . این نوسان ها می توانند در دو بعد ریسمان ورد شیت نمایان گر شوند که همچون منظره ی این نوسان ها در دو بعد در تئوری کوانتوم گرانشی است . در واقع باید این نوسان های ایجاد شده با مکانیک کوانتوم و تئوری نسبیت خاص هماهنگ باشند . تعداد ابعاد فضا - زمانی در تئوری ریسمان برای نیروها که همان تئوری بوزونیک است به  26 تا محدود می شود و 10 بعد از آن در تئوری بوزونیک ، فرمیونیک که همان ابر ریسمان است مشترک است.

بنابراین گرانش از کجا می آید ؟ 

اگر ریسمان ها در فضا - زمانی که توسط ریسمان های دیگر محصور است سفر کنند ، سپس طیف نوسان یک ذره با 2 اسپین و جرم صفر را شامل می شود ، در این صورت ذره گراویتون خواهد بود که حامل نیروی گرانشی است .

جایی که گراویتون وجود دارد باید گرانش نیز وجود داشته باشد . گرانش در کجای تئوری ریسمان جای دارد ؟

 

 

ریسمان ها و هندسه فضا - زمان

 

 

اگر یک ریسمان در فضا - زمان خمیده به سفر بپردازد ،  با این خمیدگی متناسب می شود، همچون یک ریسمان تکثیر یافته . و این سازگار با مکانیک کوانتوم و معادلات اینشتین در مورد خمیده شدن فضا - زمان است . حال این امری واقعی است ! این نتیجه ای متقاعد کننده برای مطرح کنندگان تئوری ریسمان بود . تنهاذ تئوری ریسمان از فیزیک فضا - زمان خمیده گرانش را پیش بینی نمی کند ، اما می گوید که معادلات اینشتن از فضا ?-زمان خمیده در تکثیر ریسمان ها اطاعت می کنند .

 

آیا فضا - زمان بنیادی است ؟

 

رابطه ی پیچیده ای بین تئوری ریسمان و فضا - زمان وجود دارد . تئوری ریسمان از  معادلات اینشتین به طور کامل اطاعت نمی کند . در تئوری ریسمان سری های زیادی برای اصلاح تئوری گرانش وجود دارد . در شرایط پائین تر از نرمال اگر ما فقط به مقیاس بزرگتر از ریسمان ها نگاه کنیم این فواصل قابل ملاحظه نیست . اما اگر مقیاس فاصله  کم باشد این اصلاح ها بزرگتر می شوند تا از معادلات اینشتین برای توصیف نتیجه بزرگتر نشوند .

 

در حقیقت زمانی که سطح این اصلاحات بزرگتر شود هندسه فضا -زمانی برای تضمین  توصیف نتیجه وجود ندارد . در واقع معادلات برای محاسبه ی فضا - زمان غیر ممکن می شود . اما چیزی که در این تئوری در فاصله های زیاد نمایان گر می شود پیوندی ضعیف است . این عقیده ای با درگیری های بزرگ فلسفی است  .

 

فاصله های کم و زیاد

 

تقارن دوگانه که استعداد های پیچیده و مبهمی برای تشخیص مقیاس فاصله های زیاد و کم می خواهد دو گانگی تی T - duality خوانده می شود . و از حدود ابعاد اضافه در تئوری ابر ریسمان که حدود شش تا است می آید .

 

فرض کنید ما در فضا -زمان 10 بعدی هستیم که بدین معنا است که 9 بعدی فضایی و یک بعد زمانی دارد . گرفتن یکی از این نه بعد فضایی دایره ای به شعاع R  می سازد . که در جهت برای فاصله

 

یک ذره که دور این دایره به سفر می پردازد، دارای مقدار حرکتی خواهد بود که گرداگرد این دایره است. اما موضوع در رابطه با یک ریسمان کاملا" تفاوت دارد . زیرا در سفر ، ریسمان می تواند دور دایره را خمیده کند . عدد زمانی پیچیدن این ریسمان به دور دایره عدد پیچ در پیچ خوانده می شود.

ׅ8 و دیگری ریسمان (heterotic SO(32) ) تفکر این است که از بین این پنج نماینده برای تئوری ریسمان تنها یک تئوری درست است. یک تئوری  برای همه چیز  و می گفت که فضا - زمان ده بعدی در چهار بعد که امروزه توسط دانشمندان تأیید شده است فشرده شده است . دیگر تئوری ها سعی در این داشتند که تئوری ریسمان را رد کنند .L=2p R گرفته می شود . شما در دور این دایره حرکت می کنید و به جایی که از آنجا حرکت خود را آغاز کرده اید باز می گردید .

مقدار Lst2/R   تغییر می دهیم ، در حالی که Lst طول ریسمان است . اگر  R  از طول ریمان خیلی کوچکتر باشد سپس مقدار Lst2/R بسیار بزرگ خواهد شد ؛ بنابراین مقدار مبادله و نوع پیچش ریسمان تبادل یک مقیاس فاصله ای بزرگ با یک مقیاس فاصله ای زیاد است .

http://www.parssky.com

http://nojoom-frh.persianblog.com

 

 

 

حال مورد عجیب در مورد تئوری ریسمان این است که این مقدار و این نوع پیچش می تواند تعویض شود . ما میزان این طول را با تغییر شعاع دایره با

 

این نوع از دوگانگی دوگانگی تی T - duality   خوانده می شود . دوگانگی تی به تئوری های ابرریسمان نوع های IIA  و IIB  است . این بدان معنا است که اگر این دو تئوری در روی یک دایره فشرده شوند ، سویچ مقدار و نوع پیچش و سویچ مقیاس فاصله ای با تأثیر دو تئوری بروی یکدیگر تغییر می کند .

 

بنابراین دوگانگی تی در مقیاس های مختلف دارای تفاوت است . مثلا" در مقیاس های فاصله ای بسیار بزرگ برای مقدار کم در ریسمان ها است و نوع پیچش برای ریسمان با مقیاس های بسیار کوچک . حال همه ی این گفته تفسیر جالبی از این است که فیزیک چگونه بعد از کپلر و نیوتون در جریان بوده و توسعه یافته است .

 

ریسمان ها و پیوند ضعیف  

 

ثابت اتصال و پیوند چیست ؟ این یکی از اعدادی است که در مورد چگونگی نیرو و کنش متقابل سخن می گوید . برای مثال : ثابت نیوتن ثابت پیوند برای نیروی گرانش است . اگر میزان ثابت کنونی نیوتن دوبرابر بود سپس ما گرانش را در سطح زمین دو برابر احساس می کردیم و همچنین از زمین گرانش ماه و خورشید نیز دو برابر احساس می شد و غیره . یک ثابت پیوندی بزرگتر بدان معنا است که آن نیرو قوی تر است و ثابت پیوندی ضعیف تر بدان معنا است که نیروی مورد نظر ضعیف تر است .

 

هر نیرویی دارای ثابت پیوندی است . برای مثال در نیروی الکترومغناطیسی ثابت پیوندی با مربع با الکتریکی متناسب است . زمانی که فیزیکدان ها رفتار کوانتوم های الکترومغناطیسی را مورد مطالعه قرار دادند ، آنها کاملا" قادر نبودند تا تمام تئوری ها را حل کنند . بنابراین مقداری از قوانین روبه روی خود را می شکستند تا به توانند معادلات را حل کنند و هر جایی که شکسته می شد راه را برای حل موضوعات بعدی و ثابت های پیوندی باز می کرد . در انرژی های عادی در الکترو مغناطیس ثابت پیوند کوچک است و بنابراین اولین قسمت اندکی شکسته شده تقریب خوبی برای پاسخ واقعی بود . اما اگر ثابت پیوند زیاد باشد متودهای محاسبه نیز زیر پا گذاشته می شود و قسمت های کوچک نیز بی ارزش می شوند . این موضوع در تئوری ریسمان نیز قابل رخ دادن است . تئوری های ریسمان دارای ثابت پیوندی هستند . اما با تئوری ذرات تفاوت دارد . در تئوری ریسمان ثابت تنها یک عدد نیست و به نوع نوسان ریسمان وابسته است که آن را کندی می خوانند . مبادله میدان کندی از تبادل ثابت های پیوندی بسیار بزرگ یا کوچک کم می شود .

 

 دوگانگی اس   S - duality

 

اگر دو تئوری ریسمان توسط دوگانگی اس به هم وابسته باشند در این صورت ثابت پیوندی یکی ضعیف خواهد بود و دیگری در مقابله با آن ثابت پیوندی قوی خواهد داشت . باید توجه داشت که تئوری با نیروی پیوندی نمی تواند مفهومی از بسط آن  در سری های دیگر باشد . و اما تئوری با نیروی پیوندی ضعیف این امکان را دارد . بنابراین اگر دو تئوری در دوگانگی اس به هم وابسته اند ما باید تئوری ضعیف را درک کنیم و اگر در فهم این موضوع کاملا" موفق باشیم می توان گفت که تئوری ریسمان را کاملا" فهمیده ایم . این در واقع ضرب المثلی در بین فیزیکدان ها است .

 

تئوری های ابرریسمان وابسته به دوگانگی اس عبارتند از : نوع  I  با تئوری ابر ریسمان (heterotic SO(32) ) و تئوری ابر ریسمان IIB  با خودش .

 

این به چه معنا است؟

 

دوگانگی اس چیزی منحصر به فرد در فیزیک ریسمان ها است ، آن چیزی است که از عهده ی ذرات خارج است و قادر به انجام آن نیستند ، زیرا یک ذره نمی تواند همانند یک ریسمان گرداگرد یک دایره خمیده شود . اگر واقعا" تئوری ریسمان نظریه ی درستی در طبیعت باشد، باید بر سطح های عمیق نیز دلالت کند . مقیاس های فاصله ای کوچک در فیزیک به صورت مستقل اصلاح نشده اند ، اما همانند یک سیال است که وابسته به تحقیق ما و استفاده از اندازه ها است ، این ها است که حالت تحقیق را مشخص می سارد .

 

در قسمت دیگر که دوگانگی اس است به ما می آموزد که حد نیروی پیوندی در ریسمان ها می تواند در حدهای ضعیف برای ریسمان های مختلف محاسبه شود . اما این نتیجه ای عاقلانه برای مکانیک کوانتوم گرانشی است ؛ زیرا همانطور که می دانیم در نسبیت، اجرام بروی فضا - زمان اطراف خود تأثیر می گذارند و آن را خمیده می کنند .

 

نگاهی به ام تئوری

تئوری ام یک تئوری جسورانه فیزیکی است که از هندسه ای عجیب و منحصر به فردی برخوردار است. طرفداران این نظریه جدید فیزیکی ادعا می کنند که این تئوری مسیری برای دست یافتن به نظریه ای برای همه چیز است.این تئوری که از بسط و گسترش تئوری ابر ریسمان بوجود آمده است، همه  5 تئوری ابر ریسمان را و 11 بعد ابر گرانی را در بر می گیرد. علت اینکه فیزیکدانان به چشم یک نظریه  ی متهور و ستیزه جو به این نظریه نگاه می کنند این است که این نظریه فاقد هرگونه پشتوانه ی تجربی و آزمایشگاهی است و وجودش را تنها مدیون یکسری ریاضیات پیچیده و هندسه ای غامض است .

 

 ظهور ام(M) :

 

در سال 1995 ادوارد ویتن انقلاب دوم ابر ریسمان را پایه گذاری کرد و از این راه به شهرت جهانی رسید.

ویتن مقالات فراوانی در  زمینه نظریه ی ابر ریسمان که تاحدودی در ان زمان به فراموشی سپرده شد انتشار داد و راه حل برون رفت از چالش های پیش روی نظریه ریسمان را در گسترش ابعاد این نظریه از ده بعد به یازده بعد دانست ، بدین صورت تئوری ام  که یک تئوری یازده بعدی است شکل گرفت.

تئوری ام در حقیقت از ترکیب 5 تئوری مختلف ریسمان بوجود امده است این تئوری در راستای تلاش های بی ثمر گذشته که سعی در متحدکردن نسبیت عام و کوانتوم مکانیک برای دست یافتن به نظریه به نام ابرگرانش.

 

ابر گرانی یک تئوری میدان است که جزیی از ابر ریسمان به حساب می آید و از کوچک کردن ریسمان ها تا حد صفر یعنی نقطه بو جود می آید که ابر تقارن و نسبیت  را یگانه می نماید ذرات میدان گرانی گراویتون با اسپین 2 است ولی در ابر گرانی ذرات میدان گراویتینو (گرانی کوچک ) می باشد و اسپین آن 2/3 است.)  بود گام بر میدارد.

 

تئوری ام که از 11 بعد برخودار است در حقیقت با گرفتن دوگان نظریه ده بعدی ریسمان بدست می آید این موضوع که چگونه تقارن دوگانگی می تواند مشکلات را برای رسیدن به نظریه ی نهایی از پیش رو بردارد موجب شگفتی دانشمندان است .

تقارن دوگانگی به خوبی 5 نظریه ی مختلف ریسمان را به هم مر بوط می سازد و برابر بودن آنها را نشان می دهد دوگانگی در حقیقت پل ارتباطی بین سایر تئوری های ریسمان است تئوری جدید دوگانگی به خوبی برابری و ارتباط نظریه های ریسمان را با یکدیگر بر ملا می سازد که می تواند در این زمینه از دو گانگی اس (-duality S)– تی T-duality) )– و یو( -duality U)نام برد هریک از این دو گانگی ها راهی است برای تبدیل یک تئوری ریسمان به تئوری ریسمان دیگر و در این میان دوگانگی تی را می توان ساده ترین دوگانگی از میان سایر دوگانگی ها که تئوری های ریسمان را به هم مرتبط می سازد در نظر گرفت.

دوگانگی یک تقارن مستحکم در نظریه ی ریسمان است ،بر همین اساس ما با گرفتن دوگان یک نظریه ریسمان به نظریه ریسمان دیگر می رسیم و به همن صورت می توانیم نشان دهیم که تمامی 5 تئوری ریسمان در حقیقت یکی هستند.

دوگانگی های بین 5 نمونه تئوری ریسمان رابطه ای منطقی و جالب بوجود می آورد (اگر ابر گرانی را به حساب آوریم باید بگوئیم 6 تئوری ریسمان ) و به خوبی پنج نمونه ریسمانها را بهم مربوط می سازد و برابری آنها را ثابت می کند  بدین صورت با یک تحول بزرگ از دل یک نظریه ی ده بعدی نظریه ای یازده بعدی (نظریه ی ام )  متولد می شود که این نظریه امید ها را در راه اتحاد نسبیت عام با مکانیک  کوانتومی برای رسیدن به نظریه ای برای همه چیز زنده نگه می دارد .

تئوری ام با تمام موفقیت هایش تا حدی نامفهوم و نارسا است و تاکنون نیز کسی شرح روشن و کاملی از این نظریه  بیان نکرده است. چرا که مبانی بنیادی فیزیکی  که این نظریه برپایه ی آن استوار گردیده مشخص نیست و تنها این تئوری دارای یک چارچوب کلی بوده که امید می رود در آینده فیزیکدانان با استفاده از دوگانگی مسائلی که تاکنون  مبهم و غیر قابل حل مانده است  حل شوند. ولی همچنان این سئوال در اذهان فیزیکدانان به عنوان مسئله ای لاینحل باقی مانده است .

 

 چرا ام ؟

 

یک سرگرمی که با مطرح شدن نظریه ی ام بوجود آمد ه است نامگذاری این تئوری است. هرکسی سعی می کند یک نام مناسب برای این تئوری حدس بزند و چون سرچشمه ی نام این نظریه در هاله ای از ابهام قرار دارد  بهمین خاطر با نام های گوناگون برای این نظریه روبرو می شویم .

مثلا این تئوری ممکن است مخفف تئوری ماتریس  theory Matrix باشد یا تئوری موفین Muffin theory –تئوری مایستری (راز) Mystery theory –تئوری مجیک (جادو ) Magic theory - تئوری مارکر (خالق ) Maker theory – تئوری مورکی (تیره ) Murky theory - تئوری ممبران (غشا ء ) Membrane theory تئوری منستروس (غول پیکر ) Monstrous theory -      تئوری مادر Mother theory

شلدون گلاشو اعتقاد دارد که  M وارونه ی  W حرف اول اول نام ویتن پایه گذار این نظریه است.

صرفنظر از اینکه معنی احتمالی ام چه می تواند باشد، امروز تئوری ام شایسته ی توجه و فضایی مهیج برای فعالیت و پژوهش در زمینه ی فیزیک نظری است.

 

 

 

منبع:http://www.hupaa.com/20000000000002741/نظریه-ابر-ریسمانها



شنبه 8 فروردين 1394برچسب:, :: 16:18 ::  نويسنده : علي شجاعي

تئوری جاذبه ای که نیوتن (Newton) ارائه کرد، خیلی زود بدون تقریبآ هیچ سوالی جدی مورد پذیرش دانشمندان قرار گرفت. تا اینکه در اوایل قرن بیستم آلبرت اینشتین (Albert Einstein 1879-1955) با ارائه نظریه نسبیت خاص در سال ۱۹۰۵ و نظریه نسبیت عام در سال ۱۹۱۵ نه تنها قوانین فیزیک و جاذبه عمومی نیوتن بلکه پایه های فیزیک عصر خود را لرزاند.
هر چند قبل از او ماکس پلانک (Max Planck) با ارائه نظریه کوانتم (Quantum) تا حد زیادی فیزیک نیوتنی را زیر سئوال برده بود اما اینشتین با انتشار مقاله های خود راجع به تئوری نسبیت رسماً ثابت کرد که فیزیک نیوتن در حالت های بسیار خاص پاسخگوی پدیده های فیزیکی می باشد.
وی بعد ها با فعالیت هایی که در سالهای ۱۹۲۰ تا ۱۹۲۵ انجام داد بعنوان یکی از پایه گذاران اصلی مکانیک کوانتم نیز شناخته شد.
آلبرت اینشتین طی سالهای ۱۹۳۰ الی ۱۹۵۵ به بررسی رفتار جهان هستی پرداخت و مقالاتی در این باره منتشر کرد. او می خواست با ترکیب تئوری نسبیت و کوانتم به تئوری جامعی برای مدل کردن جهان هستی دست پیدا کند که زندگی این فرصت را برای تکمیل کار به او نداد. اما بعد ها در سال ۱۹۳۳ هابل (Hubble) و هومنسون (Humanson) با تحقیقاتی که در زمینه کهکشانهای مختلف انجام دادند بر نظریه های او راجع به جهان هستی صحه گذاردند.
آلبرت انیشتین دو نظریه دارد. نسبیت خاص را در سن ۲۵ سالگی بوجود آورد و ده سال بعد توانست نسبیت عام را مطرح کند.

 

نظریه نسبیت خاص


نسبیت خاص یکی از نظریاتی است که انیشتین مطرح کرده و شامل سه پدیده در سرعت ‌های بالا است .

* انقباض لورنتزی که کاهش طول جسم در مسیر حرکت است

* اتساع زمان که کند شدن زمان است

* افزایش جرم

نسبیت خاص بطور خلاصه تنها نظریه ایست که در سرعتهای بالا ( در شرایطی که سرعت در خلال حرکت تغییر نکند–سرعت ثابت) میتوان به اعداد و محاسباتش اعتماد کرد. جهان ما به گونه ای است که در سرعتهای بالا از قوانین عجیبی پیروی می کند که در زندگی ما قابل دیدن نیستند. مثلا وقتی جسمی با سرعت نزدیک سرعت نور حرکت کند زمان برای او بسیار کند می گذرد. و همچنین ابعاد این جسم کوچک تر میشود. جرم جسمی که با سرعت بسیار زیاد حرکت می کند دیگر ثابت نیست بلکه ازدیاد پیدا می کند. اگر جسمی با سرعت نور حرکت کند، زمان برایش متوقف می شود، طولش به صفر میرسد و جرمش بینهایت میشود.


به نظر خلبان موشک که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می کند، ماه
دچار انقباض طولی شده است (بالا). حال آنکه برای فضانورد روی ماه، موشک
فشرده به نظر می‌رسد (پایین).

 

 

حتی زمان هم نسبی می باشد!

از نتایج جالب تئوری نسبیت خاص می توان به بیان ارتباط میان زمان و و فضا (فاصله) و اینکه تمام موجودیت ها در دنیا با یکدیگر مرتبط بوده و بر یکدیگر اثر می گذارند، اشاره کرد. نیوتن معتقد بود که زمان ثابت است و در تمام نقاط به یک صورت عمل می کند. اما اینشتین نشان داد که اینگونه نیست.


مثال جالبی که معمولا” در این باره بیان می شود آن است که دو برادر دوقلو را در نظر بگیرید. یکی روی زمین می ماند و دیگری با یک فضا پیما با سرعت نزدیک به نور به سمت فضا حرکت می کند. پس از آنکه برادر روی زمین ۱۰۰ سال از عمرش بگذرد، برادری که در فضا پیما می باشد فقط یکسال از عمرش گذشته است!

 

نظریه نسبیت عام

انیشتین در نوامبر سال ۱۹۱۵یک سری سخنرانی‌هایی در آکادمی علوم پروس ایراد کرد که در آن نظریه جدید گرانش، موسوم به نسبیت عام را مطرح کرد. او در آخرین سخنرانی ای که ایراد کرد معادله‌ای را مطرح کرد که جانشین قانون جاذبه نیوتون شد، معادله میدان انیشتین. این نظریه قائل به این است که نه تنها کسانی که یا یک سرعت ثابت در حرکتند، بلکه تمامی ناظران یکسان و هم ارز هستند. در نسبیت عام، گرانش دیگر نیرو محسوب نمی‌شود (مانند قانون جاذبه نیوتون)، بلکه نتیجه خمیدگی مکان- زمان است .


به خاطر جنگ، مقالاتی که انیشتین در مورد نسبیت عام چاپ کرده بود، در خارج از آلمان در دسترس نبود. خبر نظریه جدید انیشتین توسط فیزیک دانهای هلندی هنریک آنتون لورنتز و پل اهرنفست و همکار آنها ویلیام دو سیتر که مدیر رصد خانه لیدن بود، به ستاره شناسان انگلیسی زبان در انگلیس و آمریکا رسانده شد. در انگلیس، آرتور استنلی ادینگتون که دبیر انجمن نجوم سلطنتی از دو سیتر خواست تا یک سری مقالاتی به زبان انگلیسی به نفع منجمان بنویسد. نظریه جدید او را مجذوب خود ساخته بود و از این رو یکی از مدافعان و مبلغان اصلی نسبیت شد. . اغلب ستاره شناسان، هندسی سازی گرانش توسط انیشتین را نمی‌پسندیدند و معتقد بودند پیش بینی‌های او در مورد خمیدگی نور و به قرمزی گرایی گرانشی درست از آب در نخواهد آمد. در سال ۱۹۱۷، منجمان رصد خانه ویلسون در کالیفرنیای جنوبی نتایج تحلیل طیف نور را که در ظاهر نشان می‌داد که در پرتو خورشید به قرمزی گرایی گرانشی وجود ندارد، منتشر کردند. . در سال ۱۹۱۸، منجمان رصد خانه لیک در شمال کالیفرنیا تصاویری از خورشیدگرفتگی که در ایالات متحده قابل رویت بود گرفتند.پس از پایان جنگ، آنها نتایج بررسی‌های خود را اعلام کردند و مدعی شدند که پیش بینی نسبیت عام انیشتین در خصوص خمیدگی نور اشتباه بوده‌ است. با این حال آنها به خاطر خطاهای احتمالی فراوان، هیچگاه اقدام به چاپ نتایجی که به دست آورده بودند نکردند .
آرتور استنلی ادینگتون، طی سفرهایی که درماه می ‌سال ۱۹۱۹ در زمانی که خورشید گرفتگی در بریتانیا رخ داد، به سوبرال سیارا برزیل و جزیره پرینسیپ در ساحل غربی آفریقا داشت، اندازه گیری خمیدگی گرانشی عدسی نور ستاره را به هنگام عبور از نزدیکی خورشید تحت نظارت داشت و در نهایت به این نتیجه رسید که محل قرار گرفتن ستاره از خورشید دورتر است. این حالت عدسی گرایی گرانشی نامیده می‌شود و وضعیت ستاره‌های مشاهده شده دو برابر حالتی بود که فزیک نیوتنی پیش بینی اش را می‌کرد. معهذا، این حالت با پیش بینی هم ارزی میدانی انیشتین نسبیت عام همخوان بود. ادینگتون اعلام کرد که نتایج به دست آمده پیش بینی انیشتین را تایید می‌کند و مجله تایمز در هفتم نوامبر آن سال با اتنخاب تیتر زیر تایید شدن پیش بینی انیشتین را گزارش کرد: «انقلابی در علم، نظریه‌ای جدید در مورد جهان، ایده‌های نیوتن اعتبار خود را از دست می‌دهد.» ماکس بورن، برنده جایزه نوبل از نسبیت عام به عنوان ‹‹ بزرگ‌ترین دستاورد و شاهکار تفکر بشری در مورد طبیعت›› بر شمرد و پل دیراک نیز که یکی از برندگان جایزه نوبل است، از آن به عنوان ‹‹ بزرگ ‌ترین اکتشاف علمی آن زمان›› یاد کرد. این اظهار نظرها و تبلیغات متعاقب از آن، باعث شهرت و معروفیت انیشتین شد.او در سطح جهانی معروف شد که موفقیت استثنایی و خاصی برای یک دانشمند محسوب می‌شود.
با این حال هنوز هم بسیاری از دانشمندان به دلایل مختلفی که شامل دلایل علمی (مخالفت با تفسیر انیشتین از آزمایش ‌های انجام شده، اعتقاد به اتر و یا ضرورت وجود ملاک مطلق) و دلایل روانی- اجتماعی (محافظه کاری، یهود ستیزی) می‌شد، نظریات انیشتین را نمی‌پذیرفتند. به نظر انیشتین، اغلب مخالفتهایی که با نظریه او می‌شد، از جانب آزمایش-باورانی بود که درک ناچیزی از نظریه مطرح شده داشتند .


شهرتی که انیشتین بعد از چاپ مقاله ۱۹۱۹دست آورده بود، باعث شد بسیاری از دانشمندان نسبت به ابراز نفرت و انزجار کنند و نفرت و انزجار برخی از آنها حتی تا دهه ۳۰نیز ادامه یافت. مباحث زیادی در مورد ابراز انزجار نسبت به شهرت و معروفیت انیشتین وجود دارد، بویژه در میان آن دسته: از فیزیک ‌دانان آلمانی که بعد‌ها جنبش ضد انیشتینی ‹‹دویچه فیزیک›› را در مقدمه Klaus Hentschel ؛ یعنی ‹‹ فیزیک و سوسیالسم اجتماعی›› به راه انداختند.
انیشتین در ۳۰مارس سال ۱۹۲۱، یعنی همان سالی که برنده جایزه نوبل شد، برای ایراد سخنرانی در مورد نظریه جدید نسیبت به نیویورک رفت. اگرچه امروزه انیشتین به خاطر فعالیتهایش در مورد نسبیت شهرت یافته، اما جایزه نوبل به خاطر کارهای او در مورد اثر فوتوالکتریک به او اعطا شد؛ چرا که در مورد نسبیت عام در آن زمان هنوز اختلاف نظر وجود داشت. هیات نوبل با خود به این نتیجه رسیند که اشاره به آن نظریه انیشتین در نوبل که اختلاف نظر و مخالفت در مورد آن کمتر است، بیشتر مورد قبول جامعه علمی واقع خواهد شد.

 

نظریه نسبیت عام به زبان ساده

نسبیت عام برای حرکتهایی ساخته شده که در خلال حرکت سرعت تغییر می کند یا باصطلاح حرکت شتابدار دارند. شتاب گرانش زمین g که همان عدد ۹٫۸۱m/s است نیز یک نوع شتاب است. پس نسبیت عام با شتابها کار دارد نه با حرکت. نظریه ای است راجع به اجرامی که شتاب ثقل دارند. به طور کلی، در هر کجای جهان، جرمی که در فضای خالی باشد، حتما یک شتاب جاذبه در اطراف خود دارد که مقدار عددی آن وابسته به جرم آن جسم می باشد. پس در اطراف هر جسمی شتابی وجود دارد. نسبیت عام با این شتابها سر و کار دارد و بیان می کند که هر جسمی که از سطح یک سیاره دور شود زمان برای او کند تر میشود. یعنی مثلا، اگر دوربینی روی ساعت من بگذارند و از عقربه های ساعتم فیلم زنده بگیرند و روی ساعت آدمی که دارد بالا میرود و از سیاره ی زمین جدا میشود هم دوربینی بگذارند و هر دو فیلم را کنار هم روی یک صفحه ی تلویزیونی پخش کنند، ملاحظه خواهیم کرد که ساعت من تند تر کار می کند. نسبیت عام نتایج بسیار عجیب و قابل اثبات در آزمایشگاهی دارد. مثلا نوری که به اطراف ستاره ای سنگین میرسد کمی بسمت آن ستاره خم میشود. سیاهچاله ها(سیاهچاله ها: اگر یه ستاره چند برابر خورشید باشد و همه سوختش را بسوزاند، از انجا که یک نیروی جاذبه قوی دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده میشود و یک حفره سیاه رنگ مثل یه قیف درست میکند که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد طوری که حتی نور هم نمیتواند از آن فرار کند) هم بر اساس همین خاصیت است که کار می کنند. جرم انها بقدری زیاد و حجمشان بقدری کم است که نور وقتی از کنار آنها می گذرد به داخل آنها می افتد و هرگز بیرون نمی آید.


آلبرت انیشتین در نظریه نسبیت خاص با حرکت شتابدار و یا با گرانش کاری نداشت. اولین موضوعات را در نظریه نسبیت عام خود که در ۱۹۱۵ انتشار یافت مورد بحث قرار داد.نظریه نسبیت عام دید گرانشی را بکلی تغییر داد و در این نظریه جدید نیرو ی گرانش را مانند خاصیتی از فضا در نظر گرفت نه مانند نیرویی بین اجرام ، یعنی برخلاف آنچه که اسحاق نیوتن گفته بود! در نظریه او فضا در مجاورت ماده کمی انحنا پیدا می‌کرد. در نتیجه حضور ماده اجرام ، مسیر یا به اصطلاح کمترین مقاومت را در میان منحنیها اختیار می‌کردند. با این که فکر آلبرت انیشتین عجیب به نظر می‌رسید می‌توانست چیزی را جواب دهد که قانون ثقل نیوتن از جواب دادن آن عاجز می ماند. سیاره اورانوس در سال ۱۷۸۱ میلادی کشف شده بود و مدارش به دور خورشید اندکی ناجور به نظر می‌رسید و یا به عبارتی کج بود!
نیم قرن مطالعه این موضوع را خدشه ناپذیر کرده بود.بنابر قوانین اسحاق نیوتن می بایست جاذبه ای برآن وارد شود. یعنی باید سیاره ای بزرگ در آن طرف اورانوس وجود داشته باشد تا از طرف آن نیرو یی بر اورانوس وارد شود.در سال ۱۸۴۶ میلادی اختر شناس آلمانی دوربین نجومی خودش را متوجه نقطه ای کرد که « لووریه» گفته بود و بی هیچ تردید سیاره جدیدی را در آنجا دید که از آن پس نپتون نام گرفت.نزدیک ترین نقطه مدار سیاره عطارد به خورشید در هر دور حرکت سالیانه سیاره تغییر میکرد و هیچ گاه دوبار پشت سر هم این تغییر در یک نقطه خاص اتفاق نمی‌افتاد.اختر شناسان بیشتر این بی نظمی ها را به حساب اختلال ناشی از کشش سیاره های مجاور عطارد می دانستند! مقدار این انحراف برابر ۴۳ ثانیه قوس بود. این حرکت در سال ۱۸۴۵ به وسیله لووریه کشف شد بالاخره با ارائه نظریه نسبیت عام جواب فراهم شد این فرضیه با اتکایی که بر هندسه نااقلیدسی داشت نشان داد که حضیض هر جسم دوران کننده حرکتی دارد علاوه برآنچه اسحاق نیوتن گفته بود.وقتی که فرمولهای آلبرت انیشتین را در مورد سیاره عطارد به کار بردند، دیدند که با تغییر مکان حضیض این سیاره سازگاری کامل دارد. سیاره هایی که فاصله شان از خورشید بیشتر از فاصله تیر تا آن است تغییر مکان حضیضی دارند که به طور تصاعدی کوچک می شوند.اثر بخش‌تر از اینها دو پدیده تازه بود که فقط نظریه آلبرت انیشتین آن‌را پیشگویی کرده بود. نخست آنکه آلبرت انیشتین معتقد بود که میدان گرانشی شدید موجب کند شدن ارتعاش اتمها می شود و گواه بر این کند شدن تغییر جای خطوط طیف است به طرف رنگ سرخ! یعنی اینکه اگر ستاره ای بسیار داغ باشد و به طوری که محاسبه می کنیم بگوییم که نور آن باید آبی درخشان باشد در عمل سرخ رنگ به نظر می‌رسد کجا برویم تا این مقدار قوای گرانشی و حرارت ی بالا را داشته باشیم، پاسخ مربوط به کوتوله های سفید است.دانشمندان به بررسی طیف کوتوله های سفید پرداختند و در حقیقت تغییر مکان پیش بینی شده را با چشم دیدند! اسم این را تغییر مکان آلبرت انیشتینی گذاشتند. آلبرت انیشتین می گفت میدان گرانشی شعاع های نور را منحرف می‌کند. چگونه ممکن بود این مطلب را امتحان کرد. اگر ستاره ای در آسمان آن سوی خورشید درست در امتداد سطح آن واقع باشد و در زمان کسوف خورشید قابل رؤیت باشد اگر وضع آنها را با زمانی که فرض کنیم خورشیدی در کار نباشد مقایسه کنیم خم شدن نور آنها مسلم است. درست مثل موقعی که انگشت دستتان را جلوی چشمتان در فاصله ۸ سانتیمتری قرار دهید و یکبار فقط با چشم چپ و بار دیگر فقط با چشم راست به آن نگاه کنید به نظر می رسد که انگشت دستتان در مقابل زمینه پشت آن تغییر جا می‌دهد ولی واقعاً انگشت شما که جابجا نشده است!


دانشمندان در موقع کسوف در جزیره پرنسیپ پرتغال واقع در آفریقای غربی دیدند که نور ستاره ها به جای آنکه به خط راست حرکت کنند در مجاورت خورشید و در اثر نیرو ی گرانشی آن خم می شوند و به صورت منحنی در می آیند. یعنی ما وضع ستاره ها را کمی بالاتر از محل واقعیش می‌بینیم.ماهیت تمام پیروزیهای نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین نجومی بود ولی دانشمندان حسرت می کشیدند که ای کاش راهی برای امتحان آن در آزمایشگاه داشتند.ـ نظریه آلبرت انیشتین به ماده به صورت بسته متراکمی از انرژی نگاه می کرد به همین خاطر می گفت که این دو به هم تبدیل پذیرند یعنی ماده به انرژی و انرژی به ماده تبدیل می شود. E = mc². دانشمندان به ناگاه جواب بسیاری از سؤالها را یافتند. پدیده رادیواکتیوی به راحتی توسط این معادله توجیه شد. کم کم دانشمندان متوجه شدند که هر ذره مادی یک پادماده مساوی خود دارد و در اینجا بود که ماده و انرژی غیر قابل تفکیک شدند.تا اینکه آلبرت انیشتین طی نامه ای به رئیس جمهور آمریکا نوشت که می توان ماده را به انرژی تبدیل کنیم و یک بمب اتمی درست کنیم و آمریکا دستور تأسیس سازمان عظیمی را داد تا به بمب اتمی دست پیدا کند. برای شکافت هسته اتم اورانیوم ۲۳۵ انتخاب شد. اورانیوم عنصری است که در پوسته زمین بسیار زیاد است. تقریباً ۲ گرم در هر تن سنگ! یعنی از طلا چهارصد مرتبه فراوانتر است اما خیلی پراکنده.در سال ۱۹۴۵ مقدار کافی برای ساخت بمب جمـع شـده بود و ایـن کار یعنی ساختن بمب در آزمایشگاهــی در « لوس آلاموس » به سرپرستی فیزیکدان آمریکایی «رابرت اوپنهایمر» صورت گرفت. آزمودن چنین وسیله ای در مقیاس کوچک ناممکن بود. بمب یا باید بالای اندازه بحرانی باشد یا اصلاً نباشد و در نتیجه اولین بمب برای آزمایش منفجر شد. در ساعت ۵/۵ صبح روز ۱۶ ژوئیه ۱۹۴۵ برابر با ۲۵ تیرماه ۱۳۲۴ و نیرو ی انفجاری برابر ۲۰ هزار تنT.N.T آزاد کرده دو بمب دیگر هم تهیه شد. یکی بمب اورانیوم بنام پسرک با سه متر و ۶۰ سانتیمتر طول و به وزن ۵/۴ تن و دیگری مرد چاق که پلوتونیم هم داشت. اولی روی هیروشیما و دومی روی ناکازاکی در ژاپن انداخته شد. صبح روز ۱۶ اوت ۱۹۴۵ در ساعت ۱۰ و ده دقیقه صبح شهر هیروشیما با یک انفجار اتمی به خاک و خون کشیده شد. با بمباران هیروشیما جهان ناگهان به خود آمد، ۱۶۰۰۰۰ کشته. در یک روز وجدان خفته فیزیکدان ها بیدار شد! « اوپنهایمر» مسئول پروژه بمب و دیگران از شدت عذاب وجدان لب به اعتراض گشودند و به زندان افتادند. آلبرت انیشتین اعلام کرد که اگر روزی بخواهم دوباره به دنیا بیایم دوست دارم یک لوله‌کش بشوم نه یک دانشمند!


 

برخی نتایج حاصل از نسبیت

اینشتین با نظریه نسبیت خاص خود نشان داد که سه قانون فیزیک نیوتن تنها در شرایط خاصی آنهم بصورت تقریبی صحت دارند و هنگامی که سرعت اجسام زیاد شده و با سرعت نور قابل مقایسه شوند به هیچ وجه نمی توان قوانین نیوتن را در مورد اجسام حتی با تقریب بالا بکار برد. همچنین نظریه نسبیت عام او نشان داد که باز نظریه نیوتن راجع به قانون جاذبه عمومی دقیق نمی باشد و در میدان های جاذبه بسیار قوی فرمول نیوتن جای بحث دارد.
مطالعه حرکت عطارد (Mercury) به دور خورشید از دیر باز مورد علاقه ستاره شناسان و فیزیک دانان بوده است. مشکل اینجا بوجود آمد که مشاهده شد صفحه ای که عطارد در آن به دور خوشید می چرخد خود دارای حرکت می باشد.
اندازه گیری ها نشان داد که این حرکت در هر یکصد سال معادل ۴۳ ثانیه (در اینجا منظور از ثانیه واحد اندازه گیری کمان می باشد که معادل ۱/۳۶۰۰ درجه است) می باشد. با وجود آنکه این مقدار حرکت برای هر سال بسیار کم می باشد اما قانون جاذبه عمومی نیوتن از توجیه آن عاجز است.
نیوتن معتقد بود که نور در یک مسیر مستقیم حرکت می کند اما اینشتین نشان داد که اگر جسمی دارای یک میدان جاذبه بزرگ باشد و نور از کنار آن عبور کند دچار انحراف از مسیر مستقیم خود می شود.
دیگر مواردی که از قانون نسبیت عام می توان نتیجه گرفت آن که نور ستارگانی که دارای میدانهای مغناطیسی قوی میباشند در راه رسیدن به زمین تغییر طول موج می دهند. این اثر که به Red Shift مشهور است، باعث می شود طول موج نور این ستاره ها بزرگتر شود. این مسئله که باز با قوانین نیوتن قابل تحلیل نمی باشد توسط معادلات تئوری نسبیت عام بسادگی مدل می شود.

 

آیا زمین در یک چاله فضا-زمان واقع شده است؟


زمان و فضا –بر طبق نظریه نسبیت انیشتین –به یکدیگر بافته شده اند و ساختار تار و پودی چهاربعدی به نام فضا-زمان را به وجود آورده اند.جرم قابل توجه زمین ، این ساختار را به شکل یک گودی در می آورد.مانند شخص سنگینی که وسط یک تشک بادی نشسته باشد (هر چند که چنین خمیدگیهای فضا-زمان را اغلب در محیط اطراف اجرام بسیار پر جرم تر و فشرده تری مانند سیاهچاله‌ها، ستاره های نوترونی، و کوتوله های سفید سراغ داریم اما اگر با دقت کافی محیط اطراف اجرام بسیار کم جرم تری مانند زمین را نیز بررسی کنیم خمیدگی فضا-زمان ناشی از جرم زمین را می توانیم بیابیم).
بر طبق نظریه نسبیت عام انیشتین ، حرکت اجسام در ساختار تار و پودی فضا-زمان صورت می گیرد. یعنی جسم در حال حرکت تابع شکل فضا-زمانی است که در آن واقع شده است. بر اساس این نظریه، گرانش باعث تغییر شکل ساختار فضا-زمان می شود و در نتیجه حرکت جسم نیز بر اثر میدان گرانشی تغییر می کند. می توان گفت که به زبان انیشتین گرانش در اصل حرکت اجسام در مسیر خمیدگی ساختار فضا-زمان در اطراف جسم پرجرم است. یعنی وقتی زمین ر مداری به دور خورشید در گردش است از دید نسبیتی به دلیل انحنای فضا-زمان اطراف خورشید در این مسیر هدایت می شود.
اگر زمین ثابت بود، ضرورتی برای انجام این کاوش نبود، ولی از آنجا که زمین به دور خود حرکت دورانی دارد ، این خمیدگی نیز باید همراه با زمین بچرخد.زمین با پیچ و تاب دادن ساختار فضا-زمان به دور خود به آرامی آن را به صورت یک ساختار چرخشی چهار بعدی در می آورد.این همان چیزی است که ماهواره گرانش کاو یا GP-B برای آزمایش آن به فضا فرستاده شده است.
این آزمایش براساس فکر بسیار ساده ای انجام می شود: یک ژیروسکوپ (گردش نما) در حال چرخش در مداری در نزدیکی زمین قرار می دهند ، در حالی که محور چرخش آن به سمت یک ستاره بسیار دور -در نقش یک مرجع ثابت و بدون حرکت- نشانه رفته است. بدون وجود نیروهای خارجی، محور ژیروسکوپ باید تا ابد به سمت همان ستاره ثابت بماند.ولی چون فضا-زمان در نزدیکی زمین خمیده است، جهت محور ژیروسکوپ به مرور زمان تغییر می کند.با اندازه گیری بسیار دقیق تغییرات جهت محور ژیروسکوپ نسبت به ستاره، می توان میزان خمیدگی فضا-زمان را در نزدیکی زمین اندازه گرفت.


اما در عمل این آزمایش بسیار دشوار است :

چهار ژیروسکوپی که در GP-B کار گذاشته شده اند، کامل ترین کره هایی هستند که تا به حال به دست بشر ساخته شده اند.این کره ها که هر کدام به اندازه یک توپ پینگ پونگ اند (به قطر حدود ۴ سانتی متر)، از جنس سیلیکون و کوارتز هستند. هیچ گاه اختلاف آنها با یک کره کامل بیش از ۴۰ لایه اتمی نیست. اگر ژیروسکوپ ها کاملا کروی نبودند، محور چرخش آنها حتی بدون اثرات نسبیتی ‌، حرکت می کرد.
بر طبق محاسبات فضا-زمان انحنا پیدا کرده در نزدیکی زمین باعث می شود تا محور ژیروسکوپ در طول یک سال به اندازه ی ۰٫۰۴۱ ثانیه قوس جابه جا شود. یک ثانیه قوس ۳۶۰۰/۱ یک درجه است. برای اندازه گیری دقیق این زاویه، GP-B به دقت سنجش فوق العاده ۰٫۰۰۰۵ ثانیه قوس نیاز دارد.این عمل مانند آن است که بخواهیم قطر یک ورق کاغذ را از فاصله ی ۱۵۰ کیلومتری اندازه بگیریم.
محققان GP-B فناوری های کاملا جدیدی را برای این اندازه گیری اختراع کرده اند. آنان ماهواره گرانش کاو را کاملا «بدون لرز» ساخته اند تا در هنگام حرکت ماهواره در لایه های بالایی جو به ژیروسکوپ ها لرزشی وارد نشود. آنها دریافتند که چگونه از نفوذ میدان مغناطیسی زمین به داخل فضاپیما جلوگیری کنند و همچنین دستگاهی را برای اندازه گیری چرخش ژیروسکوپ ، بدون تماس با آن، اختراع کردند.
فرانسیس اوریت ، استاد فیزیک دانشگاه استنفورد و محقق اصلی پروژه GP-B می گوید: «در جریان انجام آزمایش هیچ حادثه غافلگیر کننده ای اتفاق نیفتاده است.» اکنون که مرحله جمع آوری اطلاعات پایان یافته است ، او می گوید : «دانشمندان GP-B با اشتیاق و علاقه بیشتری به کار خود ادامه می دهند و کار سخت پیش روی خود را نادیده نمی گیرند.»
در مرحله بعدی آنها باید اطلاعات گرفته شده را به طور دقیق و کامل بررسی کنند.اوریت توضیح می دهد که دانشمندان GP-B این کار را در سه مرحله انجام می دهند: در مرحله اول آنان اطلاعات را به صورت روز به روز بررسی می کنند تا بی نظمی های موجود در آنها را بیابند. سپس اطلاعات را به صورت ماه به ماه در می آورند و در نهایت آنها را به صورت یک مجموعه کامل به دست آمده در طول یک سال، تحلیل می کنند. بدین ترتیب دانشمندان ایرادات موجود در اطلاعات را ، که از طریق یک روش تجزیه و تحلیل ساده نمی توان پیدا کرد، می یابند.

نهایتا دانشمندان از سراسر دنیا نتایج را به دقت بررسی می کنند.اوریت می گوید: «بدین طریق به سخت ترین منتقدان، اجازه شرکت در این پروژه داده می شود.» اگر GP-B بتواند به طور دقیق چاله فضا-زمانی را که انتظار می رود مشخص کند، بدین معنی است که بر اساس باور عمومی فیزیکدانان نظریه انیشتین حقیقت داشته است ولی اگر این گونه نشود، چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ شاید ایرادی در نظریه نسبیت عام انیشتین یافته شود. اختلاف کوچکی که ظهور انقلابی بزرگ را در فیزیک عصر جدید اعلام خواهد کرد.

 

برگرفته از: سایت «دنیایی از همه چیز»

و بخش فیزیک سایت دانشگاه فلوریدا



یک شنبه 23 شهريور 1393برچسب: Albert Einstein E = mc² GP-B Hubble Humanson Klaus Hentschel Max Planck Mercury Newton Quantum Red Shift T,N,T آلبرت اينشتين آکادمي علوم پروس اتساع زمان اثرات نسبيتي استنلي ادينگتون اسحاق نيوتن اعتقاد به اتر انجمن نجوم سلطنتي انقباض لورنتزي اورانيوم بمب اتمي بمباران هيروشيما تئوري جاذبه تئوري نسبيت تحليل طيف نور جاذبه عمومي نيوتن حرکت شتابدار خميدگي فضا-زمان خميدگي مکان- زمان خميدگي نور خميدگي گرانشي عدسي نور ستاره خورشيد گرفتگي دويچه فيزيک ديده راديواکتيو رابرت اوپنهايمر رصد خانه ليدن رصد خانه ليک رصد خانه ويلسون زمين ستاره هاي نوتروني سياره اورانوس سياره عطارد سياهچاله شتاب ثقل شتاب جاذبه شتاب گرانش زمين شعاع هاي نور شکافت هسته اتم اورانيوم 235 ظريه جديد گرانش فرانسيس اوريت فضا -زمان فيزيک نيوتني قوانين فيزيک لوس آلاموس لووريه ماهواره گرانش کاو ماکس بورن ماکس پلانک محققان GP-B معادله ميدان انيشتين ميدان گرانشي مکانيک کوانتم ناکازاکي نتايج حاصل از نسبيت نسبيت عام نظريه نسبيت نظريه نسبيت خاص نظريه نسبيت عام به زبان ساده نظريه کوانتم نيوتن نپتون هابل هم ارزي ميداني انيشتين هندسه نااقليدسي هندسي سازي گرانش هنريک آنتون لورنتز هومنسون هيروشيما ويليام دو سيتر پادماده پرتو خورشيد پل اهرنفست پل ديراک پلوتونيم چاله فضا-زمان ژيروسكوپ کسوف خورشيد کوتوله هاي سفيد گردش نما, :: 16:36 ::  نويسنده : علي شجاعي

فیزیک کوانتوم و حقایق شگفت انگیزش







 
علم فیزیک کوانتم و حقایق شگفت انگیزش
 
خورشید می توانست از موز ساخته شده باشد

 

خورشید بسیار پرحرارت است زیرا وزن چند میلیارد میلیارد میلیارد تنی آن گرانش عظیمی به وجود می آورد که در نتیجه هسته ستاره را تحت فشاری غیرقابل تصور گذاشته و در نتیجه فشار بالاحرارت فوق العاده تولید می کند. در صورتی که به جای گاز هیدروژن از میلیاردها میلیارد میلیارد تن موز استفاده می شد نیز همان میزان فشار و در نتیجه همان مقدار حرارت در خورشید به وجود می آمد. با این حال با افزایش حرارت، اتم ها با بخش های مختلف ساختار ستاره یی برخورد کرده و انرژی اتمی را به وجود می آورند که در اینجا تفاوت میان حضور هیدروژن و موز در ساختار خورشید آشکار خواهد شد.

 

 

 

 

 

 

 

تمام ماده یی که نسل بشر را به وجود آورده است در یک حبه قند جا می گیرد

 

در اتم ها، 9999999999999/99 درصد فضا، خالی است و به همین دلیل در صورتی که تمامی اتم ها را به گونه یی به هم بفشاریم که فضای خالی میان آنها از بین برود، یک قاشق چایخوری یا حجمی برابر یک حبه قند از این ماده حدود پنج میلیارد تن وزن خواهد داشت: وزنی 10 برابر مجموع وزن تمامی انسان هایی که در حال حاضر در جهان حضور دارند. این در واقع همان پدیده یی است که در ستاره های نوترونی رخ می دهد و وزن آنها را تا حد غیرقابل باوری افزایش می دهد.

 

 

 

آینده می تواند گذشته را تغییر دهد

 

شگفتی جهان کوانتوم به اثبات رسیده است. آزمایش دو جداره که نور را در دو حالت موج و ذره به اثبات می رساند به اندازه کافی عجیب و غیرقابل تصور است به خصوص زمانی که اعلام شود مشاهده نور می تواند آن را از موج به ذره یا برعکس تبدیل کند. اما پدیده های عجیب تر این جهان پس از آزمایش «جان ویلر» فیزیکدان در سال 1978 خود را نمایان کرد. آزمایش وی نشان داد مشاهده یک ذره در زمان حاضر می تواند سرنوشت ذره مشابه دیگری در گذشته را متحول سازد. طبق آزمایش دو جداره در صورتی که هر یک از پرتوهای نوری خارج شده از یکی از شکاف های صفحه آزمایش را مشاهده کنید، در واقع پرتو را مجبور کرده اید خصوصیات ذره یی به خود بگیرد و اگر به هدف برخورد پرتو چشم بدوزید خصوصیت موج گونه به پرتو نور بخشیده اید. اما در صورتی که پس از عبور پرتو نور از شکاف به مسیری که از آن ناشی شده است، چشم بدوزید آنگاه است که پرتو نور می تواند در هر دوحالت شکل بگیرد. به بیانی دیگر زمان حال بر گذشته پرتو نوری تاثیر گذاشته است. این آزمایش در آزمایشگاه تنها چند صد هزارم ثانیه به طول می انجامد، اما در مشاهده نورهای ناشی از ستاره های دوردست نیز صدق می کند. در واقع مشاهده اکنون ستاره های دوردست می تواند گذشته چند هزار یا میلیون ساله آنها را تغییر دهد.

 
علم فیزیک کوانتم و حقایق شگفت انگیزش

 
 

تقریباً همه جهان گم شده است

 

 

 

می توان به جرات گفت حدود 100 میلیارد کهکشان در جهان هستی وجود دارد که هر یک از آنها از 10 میلیون تا 10 تریلیون ستاره را در خود گنجانده اند. خورشید زمین در مقایسه با این ستاره ها یکی از کوچک ترین و ضعیف ترین ستاره ها به شمار می رود و حتی می توان نام کوتوله زردرنگ را روی آن گذاشت. در واقع در جهان هستی مقادیر ترسناک و عظیمی از ماده مرئی وجود دارد که انسان تنها قادر به مشاهده دو درصد از آن است. وجود این مقدار ماده به دلیل نیروی گرانش آنها پیش بینی می شود و ماده تاریک نیز که مقدار آن شش برابر جرم ماده مرئی تخمین زده می شود بخش نامرئی جهان را تشکیل داده است. به گزارش مهر به نقل از منابع علمی جهان وجود انرژی تاریک به عنوان بخشی دیگر از جهان که در واقع مابقی جهان را تشکیل داده است، موضوع را پیچیده تر خواهد کرد. این نوع انرژی با گسترش سریع جهان در ارتباط است و به همراه ماده تاریک همچنان ناشناخته باقی مانده است.

 

 

 

جسم می تواند سریع تر از نور حرکت کند نور نیز همیشه بسیار سریع حرکت نمی کند

 
علم فیزیک کوانتم و حقایق شگفت انگیزش

 
 

سرعت نور در خلا300 هزار کیلومتر بر ساعت است با این حال نور همیشه در خلاحرکت نمی کند. برای مثال نور در آب با سرعتی یک سوم سرعت گفته شده حرکت می کند. در واکنش های اتمی برخی از ذرات به سرعت های بسیار بالایی دست پیدا می کنند که بخشی از سرعت نور است و در صورتی که از میان رابطی که سرعت نور را خواهد کاست عبور کنند، در واقع می توانند سریع تر از نور حرکت کنند. چنین پدیده یی درخششی آبی رنگ از خود به وجود می آورد که به «تشعشعات شرنکوف» شهرت دارد و با بمب های صوتی قابل مقایسه است. کمترین سرعتی که تاکنون برای نور به ثبت رسیده است 17 متر بر ثانیه یا 61 کیلومتر بر ساعت بوده که به واسطه عبور از میان روبیدیوم منجمد با حرارتی برابر صفر مطلق ایجاد شده است. این ماده در این حرارت در حالتی به نام چگالش «بوز- اینشتین» قرار دارد.

 

 

 

 

 

سیاهچاله ها سیاه نیستند

 
علم فیزیک کوانتم و حقایق شگفت انگیزش
 

به طور حتم سیاهچاله ها بسیار تاریکند اما سیاه نیستند، زیرا این پدیده ها درخشان بوده و به آرامی نور خود را در تمامی طیف های نوری از جمله نور مرئی به اطراف منتشر می کنند. این تشعشعات که «تشعشعات هاوکینگ» نام دارد نور خود و جرم سیاهچاله ها را به تدریج کاهش داده و با از دست دادن منبع جرم سیاهچاله ها تبخیر می شوند. به گزارش مهر به نقل از منابع علمی جهان، سیاهچاله های کوچک در مقایسه با جرم شان و نسبت به سیاهچاله های بزرگ تر با سرعتی بالاتر از خود نور منتشر می کنند و بر همین اساس در صورتی که برخورددهنده بزرگ هادرون براساس برخی نظریه ها از خود میکروسیاهچاله هایی تولید کند، آنها به سرعت تبخیر خواهند شد و دانشمندان پس از آن قادر خواهند بود بقایای تابش های آنها را مشاهده کنند.

 

 

 

تعداد نامحدودی نویسنده مطلب را نوشته و تعداد نامحدودی خواننده آن را می خوانند

 

براساس مدل های استاندارد کیهان شناسی جهان مرئی با تمامی میلیاردها کهکشان و تریلیون تریلیون ستاره هایش تنها یکی از بی نهایت جهان هایی است که مانند حباب های صابون در یک اسفنج در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. به دلیل بی نهایت بودن آنها می توان هر تاریخچه ممکنی را برایشان در نظر گرفت. اما تعداد تاریخچه های ممکن برای این جهان ها متناهی است زیرا تعداد محدودی پدیده و تعداد محدودی نتیجه در بر داشته اند. تعداد این پدیده ها بسیار زیاد اما متناهی است، پس همین پدیده عینی و کنونی که نویسنده این مطلب نوشته و شما آن را می خوانید، باید بی نهایت بار در زمان رخ داده باشد. شگفت انگیزتر از آن این است که بدانیم نزدیک ترین همتای ما در چه فاصله یی از ما قرار گرفته است. این فاصله عددی برابر 10 به توان 10 به توان 28 متر تخمین زده شده است که در صورت علاقه مندی به محاسبه آن می توانید از عدد یک و 10 میلیارد میلیاردمیلیارد صفر در برابر آن استفاده کنید.

 

 

 

تصور بنیادین از جهان مسوول گذشته، حال و آینده آن نیست

 

براساس نظریه نسبیت خاص چیزی به نام اکنون، گذشته یا آینده وجود ندارد و قالب های زمانی به یکدیگر وابسته اند زیرا همه هستی در سرعتی برابر در حرکت است. درصورتی که انسان با سرعتی کاملاً متفاوت در حرکت بود شاهد پیر شدن زودهنگام یکی از نزدیکان یا دیر پیر شدن وی نسبت به دیگران می بود.

 

 

 

ذره می تواند به صورت آنی روی ذره یی در آن طرف جهان تاثیر بگذارد

 
علم فیزیک کوانتم و حقایق شگفت انگیزش

 
 

زمانی که یک الکترون با همتای ضدماده خود یا پوزیترون روبه رو می شود، هر دو در درخشش کوچکی از انرژی خنثی شده و دو فوتون از این برخورد متولد می شود. ذرات زیراتمی مانند فوتون ها یا کوارک ها یک ویژگی به نام اسپین دارند که به مفهوم چرخش است. این ذرات در واقع حرکت چرخشی ندارند، اما به گونه یی رفتار می کنند که انگار در حال چرخشند. جهت اسپین فوتون ها در زمان تولد در برابر یکدیگر است و در نتیجه خنثی می شوند. با توجه به رفتارهای غیرقابل پیش بینی کوانتومی، گفتن اینکه کدام فوتون در مسیر چپ گرد و کدام یک در مسیر راست گرد حرکت خواهد داشت، غیرممکن است و در واقع تا زمانی که یکی از آنها مشاهده نشود، هر دو در هر دو جهت حرکت خواهند داشت اما به محض اینکه یکی از آنها مشاهده شود جهت راست یا چپ گرد را به خود گرفته و به هر جهتی که حرکت کند، همتایش در مسیر متضاد آن حرکت خواهد کرد. این واقعیتی است که در آزمایش ها به اثبات رسیده است.

 

 

 

 

 

هرچه سریع تر حرکت کنید سنگین تر می شوید

 
علم فیزیک کوانتم و حقایق شگفت انگیزش
 

 

در صورتی که بسیار سریع بدوید به صورت لحظه یی و نه دائم، سنگین وزن خواهید شد. سرعت نور مرز سرعت در جهان است در این صورت زمانی که جسمی با سرعتی نزدیک به نور در حرکت است و شما به آن نیرویی وارد کنید، به سرعت آن نخواهید افزود بلکه تنها به آن انرژی اضافی وارد کرده اید که این انرژی باید در جایی قرار بگیرد. بهترین مکان برای قرارگیری این انرژی جرم جسم است. براساس قانون نسبیت جرم و انرژی با یکدیگر برابرند پس هر چه انرژی وارد شده بیشتر باشد، جرم افزایش پیدا خواهد کرد. البته این افزایش وزن در انسان قابل چشم پوشی بوده و در عین حال غیرقابل انکار است.

 

منبع: تبیان - محسن مرادی




 

منبع ضد ماده كشف شد

 


 

ضد ماده كه به محض تماس با ماده آن را نابود مي سازد پديده نادري در كيهان بنظر مي رسد. براي چندين دهه دانشمندان سرنخ هائي از وجود يك ابر بسيار بزرگ ضد ماده كه در فضا سرگردان بود در دست داشتند اما نمي دانستند كه اين ابر از كجا منشا مي گيرد.

اكنون منبع اسرار آميز اين ابر ضد ماده كشف شده است: ستاره هائي كه توسط سياهچاله ها و ستاره هاي نوتروني متلاشي مي شوند. در حاليكه سامانه هاي پيش رانش از سوخت ضد ماده تا اين زمان فقط موضوعاتي در حد داستانهاي علمي تخيلي هستند اما ضد ماده بسيار واقعي است.

 

 

 

ضد ماده چيست؟

 تمامي ذرات اوليه ، ماننده پروتونها و الكترونها ، قرينه هائي از ضد ماده از جرم مشابه اما بار متضاد دارند. براي مثال ، ضد ماده مخالف يك الكترون كه پوزيترون ناميده مي شود داراي بار مثبت است.

 زمانيكه يك ذره با ضد ذره خود برخورد مي كند يكديگر را نابود مي كنند و طي اين فرايند يك انفجار انرژي مانند پرتوهاي گاما آزاد مي گردد. در سال 1978 ، تجهيزات رديابي پرتوهاي گاما كه با استفاده از بالون به آسمان فرستاده شدند يك نوع پرتو گاما را ردگيري كردند كه از فضا منشا مي گرفت. بنظر مي رسيد كه برخورد الكترونها با پوزيترونها باعث انتشار اين پرتو مي شد و اين بدان معني بود كه در فضا ضد ماده وجود داشت.

ظاهرا  اين پرتوهاي گاما از يك ابر ضد ماده كه حدود صد هزار سال نوري پهنا داشته و هسته كهكشان راه شيري را احاطه كرده بود منتشر مي شده است. اين ابر غول آسا با پرتوهاي گاما و انرژي برابر صد هزار خورشيد مي درخشد.

اينكه دقيقا چه عاملي باعث ايجاد ضد ماده مي شد براي چندين دهه يك راز باقي مانده بود. ستارهاي در حال انفجار و ماده تاريك از جمله مظنونين بودند. 

اكنون ، يك گروه تحقيقاتي بين المللي با چهار سال مطالعه داده هاي ماهواره بين المللي آزمايشگاه اخترفيزيك پرتو گاما از آژانس فضائي اروپا مظنونين اصلي را به دقت تعيين كرده است. اين يافته هاي جديد پيشنهاد مي كنند كه اين پوزيترونها اساسا از ستاره هائي كه توسط سياهچاله ها بلعيده مي شوند و همچنين ستاره هاي نوتروني توليد مي شوند.

  

زمانيكه يك سياهچاله يا يك ستاره نوتروني يك ستاره را نابود مي كنند مقادير عظيمي پرتو آزاد مي شود. دانشمندان بر اين باورند كه وقتي الكترونها و پوزيترونها در زمان نابود شدن پرتوهاي گاما "آشكار گر" را منتشر مي كنند ، اين پرتوهاي گاما نيز مي توانند با تركيب شدن ، الكترون و پوزيترون توليد كنند تا مكانيسم ايجاد ابر ضد ماده را فراهم نمايند. بر اساس محاسبه پژوهشگران يك ستاره نسبتا عادي كه توسط سياهچاله يا ستاره نوتروني متلاشي مي شود قادر است صد هزار بيليون بيليون بيليون بيليون پوزيترون (عدد يك با چهل و يك صفر) در ثانيه توليد كند.

يافته هاي پژوهشگران در نسخه دهم ماه ژانويه 2008 مجله Nature  به چاپ رسيده است.    



 

توضیح دهید که چگونه میتوان با استفاده از یک فشار سنج ارتفاع یک آسمان خراش را اندازه گرفت؟سوال بالا یکی از سوالات امتحان فیزیک در دانشگاه کپنهانگ بود !

يكي از دانشجويان چنين پاسخ داد: به فشار سنج يك نخ بلند مي بنديم.سپس فشارسنج را از بالاي آسمان خراش طوري آويزان ميكنيم كه سرش به زمين بخورد.ارتفاع ساختمان مورد نظر برابر با طول نخ به اضافه طول فشارسنج خواهد بود.

پاسخ بالا چنان مسخره به نظر مي آمد كه مصحح بدون تامل دانشجو را مردود اعلام كرد.ولي دانشجو اصرار داشت كه پاسخ او كاملا درست است و درخواست تجديد نظر در نمره خود كرد. يكي از اساتيد دانشگاه به عنوان قاضي تعيين شد و قرار شد كه تصميم نهايي را او بگيرد.

نظر قاضي اين بود كه پاسخ دانشجو در واقع درست است.ولي نشانگر هيچ گونه دانشي نسبت به اصول علم فيزيك نيست.سپس تصميم گرفته شد كه دانشجو احضار شود و در طي فرصتي شش دقيقه اي پاسخي شفاهي ارائه دهد كه نشانگر حداقل آشنايي او با اصول علم فيزيك باشد.

دانشجو در پنج دقيقه اول ساكت نشسته بود و فكر مي كرد.قاضي به او يادآوري كرد كه زمان تغيين شده در حال اتمام است.دانشجو گفت كه چندين روش به ذهنش رسيده است ولي نميتواند تصميم گيري كند كه كدام يك بهترين مي باشد.



ادامه مطلب ...


جمعه 19 مهر 1392برچسب:, :: 15:23 ::  نويسنده : علي شجاعي

 

این نظریه توسط انیشتن مطرح شد.انیشتن معتقد بود الکتریسیته، مغناطیس و گرانش با هم رابطه ی مستقیم دارن و تفکیک ناپذیرند.ظاهرا اون و یه سری دیگه از دانشمندا در اواسط قرن بیستم دست به آزمایش این نظریه در نیروی دریایی آمریکا زدن.اونا میخواستن یک کشتی رو ناپدید کنن. درسته که این نظریه روی این 3 مشخصه کار میکنه، اما علاوه بر این سه شاخه گفته میشه  زمان، نور و فضا هم سه مبحث دیگه ی این نظریه هستند.و این باعث شد دانشمندان دیگر این نظریه رو مسخره کنن و اون رو نظریه همه چیز بنامند.

اون طور که گفته میشه یه میدان مغناطیسی به طول 100 متر ایجاد میشه و برق مورد نیاز هم از دو کشتی دیگر تامین میشد.این آزمایش موفقیت آمیز بود و اون ها تونستن کشتی رو غیب کنن. و البته باید گفت که اونا از پادگرانش هم استفاده کردند.

بر اثر این واقعه، نیمی از خدمه که داخل میدان نیرو قرار داشتند دچار جنون مطلق شدند. بعضی از خدمه ی کشتی دیوونه شدند، بدنشان در بدنه ی فولادی کشتی نفوذ کرد و سپس مشتعل شدند، بعضی از خدمه از کشتی به بیرون پریدند ولی هیچگاه به آب نرسیدند! اما اثرات مخرب و جانی آن، بعد از آزمایش هم ادامه داشت و تعدادی از ملوانان در پیش چشم خانواده و دوستان خود ناپدید شدند و دیگر اثری از آنان پیدا نشد. دیگران ظاهرا درست پس از انجام آزمایش سالم بودند. اما به مرور، اتفاقات عجیبی برایشان رخ داد. آنان گاهی در جا خشک و منجمد میشدند، چون هنوز تاثیر میدان نیرو بر بدنشان باقی بود. بعد، همین آدمهای منجمد نیز محو و ناپدید میشدند.
بازماندگان این حادثه اظهار داشتند که این میدان مغناطیسی دریچه ای از فضا-زمان را شکافته و در این جاده سفینه های بیگانه که در حال رفت و آمد بودند دیده شدند.

البته گفته میشه وقتی این کشتی محو شد در سواحل بندر نور فولک واقع در 600km فیلادلفیا ظاهر شد! عده ای کشتی رو به وضوح در آن محل مشاهده کردند، ولی چند ثانیه بعد غیب شد و به لنگرگاه فیلادلفیا باز گشت.

جریان از جایی شروع میشه که "اینشتین" بعد از اینکه از نظریه ی نسبیتش سوء استفاده میشه (با استفاده از این نظریه و شکافت هسته ی اتم، بمب اتم ساخته شد و موجب مرگ صدها نفر در ژاپن شد...) کل حواس و دقت و وقت خودش رو معطوف به یه نظریه ی دیگه به نام "نظریه ی میدان واحد" میکنه. انیشتین با این نظریه میخواست ثابت کنه که الکتریسیته، مغناطیس و گرانش، سه حوزه ی تفکیک ناپذیرند... میگن اینشتین قبل از اینکه بتونه نظریش رو کامل کنه میمیره و هرگز نمیتونه اثباتش کنه. ولی بعضی ها از جمله من میگیم اثباتش میکنه، ولی وقتی که پیامدها و نتایج و اثراتش رو میفهمه و درک میکنه که تا چه اندازه میتواند برای بشریت هولناک باشد، همه ی اسناد و مدارکش رو نابود میکنه تا این یکی نظریش هم همانند نظریه ی نسبیتش موجب قدرت نمایی حکومتها و در نهایت مرگ انسانها نشه. حتی نیروی دریایی ایالات متحده هم از آزمایش و تجربه ی این کشفیات وحشت دارد چون سالها پیش چنین آزمایشی را انجام داده و با نتایج فاجعه باری مواجه شده است... میگید چطور؟ جواب این سوال به همون آزمایشی بر میگرده که ذکر شد. حالا عرض میکنم...
"اینشتین" وقتی که نظریش رو کامل میکنه متوجه میشه که نظریش خیلی گسترده تر از این حرفهاست! این دانشمند بزرگ پی میبره که علاوه بر الکتریسیته و مغناطیس و گرانش، سه شاخه ی دیگه هم اضافه میشه.



ادامه مطلب ...


صفحه قبل 1 2 صفحه بعد