Cosmos' Language
نظریه #نسبیت قسمت ششم: آزمایشات تجربی #نسبیت_عام 1- #انحراف_نور: اگر #گرانش واقعاً همان طور که نسبیت عام توصیفش میکرد خمیدگی فضا-زمان میبود، پس در نزدیکی اجسام پر جرم باید مسیر نور منحرف میشد. میدانیم که نور همیشه در خط راست حرکت میکند و از طرفی نسبیت…
4- #انتقال_به_سرخ_گرانشی:
همان طور که در پست #اثر_داپلر دیدید، با دور شدن چشمه گسیل کننده موج از ناظر، طول موج منبسط میشد و رنگ نور به سرخ میل میکرد. برعکس با نزدیک شدن چشمه گسیل کننده موج به ناظر، طول موج منقبض میشد و رنگ نور به آبی میل میکرد. اما علاوه بر حرکت چشمه موج، عامل دیگری نیز میتواند باعث انبساط طول موج شود. بر خلاف دیدگاه نظریه گرانش نیوتن، وقتی نور از یک جسم پر جرم دور میشود، بر خلاف جهت کشش جاذبه گرانشی حرکت میکند و این یعنی برای حرکت کردن باید کار انجام دهد و انجام کار به معنای کاهش انرژی پرتو است و کاهش انرژی پرتو همواره با کاهش فرکانس و افزایش طول موج همراه است (تصویر شماره 5). این پدیده توسط محققان به دقت اندازهگیری شد و درستی آن مورد تأیید قرار گرفت.
5- #امواج_گرانشی:
نسبیت عام پیشبینی میکند که نوسان اجرام سنگین، باعث ایجاد موجی در فضا-زمان میشود که به آن موج گرانشی گفته میشود. پدیدهای که در نظریه نیوتن پیشبینی نشده بود. ادغام دو سیاهچاله یا گردش دو ستاره نوترونی به دور هم، از جمله حوادثی هستند که میتوانند امواج گرانشی نسبتاً قوی و قابل آشکارسازی را منتشر کنند (تصویر شماره 6)، هر چند آشکارسازی امواج گرانشی به شدت کار دشواری است. زمانی که امواج گرانشی به زمین میرسند، سیاره را بسیار خفیف منقبض و منبسط میکنند (تصویر شماره 7). آشکار ساز امواج گرانشی Ligo یک تداخل سنج مایکلسون-مورلی است که از دو لوله طولانی تشکیل شده. پرتو لیزر درون این لولهها تابیده میشود و پس از رسیدن به انتهای لوله، بازتاب میگردد. سپس در محل تقاطع دو لوله، پرتوها به یکدیگر میرسند و توسط یک آشکارساز، طرح تداخلی آنها ثبت میشود. اگر امواج گرانشی به زمین برخورد کنند، کره زمین منقبض و منبسط میشود و در نتیجه طول این دو لوله نیز با الگوی مخالف هم، کوتاه و بلند میشود و این تغییرات طول، باعث ایجاد تغییر در طرح تداخلی پرتوهای لیزر میگردد که قابل مشاهده است (تصویر شماره 8). در همین چند سال اخیر، امواج کرانشی برای اولین بار با همین شیوه مشاهده شدند و وجودشان به صورت تجربی تأیید شد.
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
همان طور که در پست #اثر_داپلر دیدید، با دور شدن چشمه گسیل کننده موج از ناظر، طول موج منبسط میشد و رنگ نور به سرخ میل میکرد. برعکس با نزدیک شدن چشمه گسیل کننده موج به ناظر، طول موج منقبض میشد و رنگ نور به آبی میل میکرد. اما علاوه بر حرکت چشمه موج، عامل دیگری نیز میتواند باعث انبساط طول موج شود. بر خلاف دیدگاه نظریه گرانش نیوتن، وقتی نور از یک جسم پر جرم دور میشود، بر خلاف جهت کشش جاذبه گرانشی حرکت میکند و این یعنی برای حرکت کردن باید کار انجام دهد و انجام کار به معنای کاهش انرژی پرتو است و کاهش انرژی پرتو همواره با کاهش فرکانس و افزایش طول موج همراه است (تصویر شماره 5). این پدیده توسط محققان به دقت اندازهگیری شد و درستی آن مورد تأیید قرار گرفت.
5- #امواج_گرانشی:
نسبیت عام پیشبینی میکند که نوسان اجرام سنگین، باعث ایجاد موجی در فضا-زمان میشود که به آن موج گرانشی گفته میشود. پدیدهای که در نظریه نیوتن پیشبینی نشده بود. ادغام دو سیاهچاله یا گردش دو ستاره نوترونی به دور هم، از جمله حوادثی هستند که میتوانند امواج گرانشی نسبتاً قوی و قابل آشکارسازی را منتشر کنند (تصویر شماره 6)، هر چند آشکارسازی امواج گرانشی به شدت کار دشواری است. زمانی که امواج گرانشی به زمین میرسند، سیاره را بسیار خفیف منقبض و منبسط میکنند (تصویر شماره 7). آشکار ساز امواج گرانشی Ligo یک تداخل سنج مایکلسون-مورلی است که از دو لوله طولانی تشکیل شده. پرتو لیزر درون این لولهها تابیده میشود و پس از رسیدن به انتهای لوله، بازتاب میگردد. سپس در محل تقاطع دو لوله، پرتوها به یکدیگر میرسند و توسط یک آشکارساز، طرح تداخلی آنها ثبت میشود. اگر امواج گرانشی به زمین برخورد کنند، کره زمین منقبض و منبسط میشود و در نتیجه طول این دو لوله نیز با الگوی مخالف هم، کوتاه و بلند میشود و این تغییرات طول، باعث ایجاد تغییر در طرح تداخلی پرتوهای لیزر میگردد که قابل مشاهده است (تصویر شماره 8). در همین چند سال اخیر، امواج کرانشی برای اولین بار با همین شیوه مشاهده شدند و وجودشان به صورت تجربی تأیید شد.
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
Cosmos' Language
4- #انتقال_به_سرخ_گرانشی: همان طور که در پست #اثر_داپلر دیدید، با دور شدن چشمه گسیل کننده موج از ناظر، طول موج منبسط میشد و رنگ نور به سرخ میل میکرد. برعکس با نزدیک شدن چشمه گسیل کننده موج به ناظر، طول موج منقبض میشد و رنگ نور به آبی میل میکرد. اما علاوه…
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Cosmos' Language
4- #انتقال_به_سرخ_گرانشی: همان طور که در پست #اثر_داپلر دیدید، با دور شدن چشمه گسیل کننده موج از ناظر، طول موج منبسط میشد و رنگ نور به سرخ میل میکرد. برعکس با نزدیک شدن چشمه گسیل کننده موج به ناظر، طول موج منقبض میشد و رنگ نور به آبی میل میکرد. اما علاوه…
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Cosmos' Language
4- #انتقال_به_سرخ_گرانشی: همان طور که در پست #اثر_داپلر دیدید، با دور شدن چشمه گسیل کننده موج از ناظر، طول موج منبسط میشد و رنگ نور به سرخ میل میکرد. برعکس با نزدیک شدن چشمه گسیل کننده موج به ناظر، طول موج منقبض میشد و رنگ نور به آبی میل میکرد. اما علاوه…
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Cosmos' Language
نظریه #نسبیت قسمت پنجم: #نسبیت_عام پس از اینکه #انیشتین نظریه #نسبیت_خاص که شرحی فراگیر از رفتار #نور بود و به #الکتریسیته و #مغناطیس گسترش یافت را ارائه کرد و درک جوامع علمی نسبت به جهان را تغییر داد، دیگر ایدههایی مانند سفر در زمان تخیل تلقی نمیشدند…
نظریه #نسبیت
قسمت هفتم: #نسبیت_عام و #کرمچاله
پس از ارائه نظریه نسبیت عام، کار ریاضیدانان شروع شد! نسبیت عام بر خلاف مفهوم سادهاش، پیچیدگیهای ریاضی بسیاری دارد. #انیشتین میگوید: «از وقتی ریاضیدانان شروع به بالا رفتن از سر و کول نظریه نسبیت کردهاند، دیگر خودم هم از آن سر در نمیآورم!» برای حل معادلات انیشتین، راههای زیادی وجود دارد. بعضی از این راهها، بر وجود پدیدههایی دلالت دارد که بسیار عجیب هستند. انیشتین متوجه چیز عجیبی در معادلات نسبیت عام خود شده بود. چیزی که میتوانست چگالی و گرانش بینهایت داشته باشد! به عقیده انیشتین چنین چیزی نمیتوانست تشکیل شود و در جهان به عنوان یک جسم حقیقی وجود داشته باشد. انیشتین معتقد بود باید مکانیزمی در طبیعت وجود داشته باشد که از شکلگیری این اجسام جلوگیری کند. اما امروز میدانیم که انیشتین اشتباه میکرد و مکانیزمی برای جلوگیری از تشکیل این اجسام وجود ندارد؛ زیرا هم اکنون هزاران مورد از این اجسام را در داخل و خارج از کهکشانمان یافتهایم! این اجسام "سیاهچاله"ها هستند (تصویر شماره 1 و فیلم سیاهچاله). پست کامل در مورد چگونگی شکل گیری سیاهچاله در بین پستهای قبلی کانال وجود دارد. اما به طور کلی سیاهچاله جسمی در فضاست که چگالی بینهایت و گرانش بینهایت دارد. مرکز یک سیاهچاله، نقطهای به نام #Singularity (#تکینگی) است که به دلیل پدیده اتساع زمان گرانشی، زمان در نقطه تکینگی مطلقاً وجود ندارد و اصلاً نمیگذرد. تکینگی نقطهای از فضا با طول، عرض و ارتفاع صفر (به گفته دانشمندان نظریه نسبیت، مطلقاً صفر و به گفته دانشمندان نظریه کوانتوم، عدد بسیار کوچک و نزدیک به صفر) که تمام جرم سیاهچاله در آن نقطه متمرکز شده است و باعث ایجاد چگالی بینهایت و در نتیجه گرانش بینهایت میشود. کرهای به مرکز تکینگی به نام #Event_Horizon (#افق_رویداد) وجود دارد که شعاع آن برابر با فاصلهای از تکینگی است که در آن فاصله سرعت مورد نیاز یرای فرار از گرانش، برابر با سرعت نور است (تصویر شماره 2 و 3). یعنی برای فرار از گرانش سیاهچاله، در بیرون از افق رویداد به سرعتی کمتر از نور، دقیقاً روی مرز افق رویداد به سرعتی برابر با نور و در درون افق رویداد به سرعتی بیشتر از نور نیاز داریم. از آنجا که پس از رد شدن از افق رویداد دیگر سرعت نور نیز برای فرار از گرانش کافی نیست، پس هیچ چیز حتی خود نور نیز نمیتواند از درون افق رویداد به بیرون بازگردد. از نظر تئوری، هر چیزی میتواند تبدیل به سیاهچاله شود. فقط کافیست که جرم آن را ثابت نگه داریم و حجمش را کم کنیم. یعنی با فشرده کردن جرم هر چیزی در فضایی کوچک، میتوان آن را تبدیل به یک سیاهچاله کرد. اولین بار شخصی به نام #شوارتزشیلد کشف کرد که هر جسمی دارای شعاعی است که اگر تمام جرم آن جسم را درون آن شعاع فشرده کنیم، جسم تبدیل به سیاهچاله میشود. به این شعاع، #شعاع_شوارتزشیلد میگویند (تصویر شماره 4).
اما ریاضیات نسبیت عام به ما میگوید که چیز عجیب دیگری نیز باید وجود داشته باشد. چیزی که بدون آن، مفهوم سیاهچاله به نوعی ناقص است. چیزی که هنوز به طور تجربی مشاهده نشده است. چیزی به نام #سفید_چاله. سفید چاله دقیقاً برعکس سیاهچاله عمل میکند. سفید چاله دافعه گرانشی شدیدی دارد و دارای تکینگی و افق رویداد است. هیچ چیز نمیتواند از افق رویداد سیاهچاله بیرون بیاید اما افق رویداد سفید چاله کاملاً برعکس است. هیچ چیز نمیتواند وارد آن شود! سفید چالهها فقط یک راه حل ریاضی هستند و ممکن است اصلاً وجود فیزیکی نداشته باشند، اما اگر سفید چالهها واقعاً وجود داشته باشند، انتظار میرود که تکینگی هر سفید چالهای، به تکینگی یک سیاهچاله متصل باشد (تصویر شماره 5) و هر چیزی که سیاهچاله به درون خود میکشد، از سفید چاله به بیرون پرتاب شود. وجود سفید چاله و رابطه بین آن با سیاهچاله، اولین بار به طور مشترک توسط آلبرت #انیشتین و ناتان #روزن از معادلات استخراج شد. به رابطه میان سیاهچاله و سفید چاله (یعنی بلعیده شدن ماده توسط سیاهچاله و بیرون ریخته شدن آن توسط سفیدچاله) "#کرمچاله" یا "پل انیشتین-روزن" گفته میشود (تصویر شماره 6)
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
قسمت هفتم: #نسبیت_عام و #کرمچاله
پس از ارائه نظریه نسبیت عام، کار ریاضیدانان شروع شد! نسبیت عام بر خلاف مفهوم سادهاش، پیچیدگیهای ریاضی بسیاری دارد. #انیشتین میگوید: «از وقتی ریاضیدانان شروع به بالا رفتن از سر و کول نظریه نسبیت کردهاند، دیگر خودم هم از آن سر در نمیآورم!» برای حل معادلات انیشتین، راههای زیادی وجود دارد. بعضی از این راهها، بر وجود پدیدههایی دلالت دارد که بسیار عجیب هستند. انیشتین متوجه چیز عجیبی در معادلات نسبیت عام خود شده بود. چیزی که میتوانست چگالی و گرانش بینهایت داشته باشد! به عقیده انیشتین چنین چیزی نمیتوانست تشکیل شود و در جهان به عنوان یک جسم حقیقی وجود داشته باشد. انیشتین معتقد بود باید مکانیزمی در طبیعت وجود داشته باشد که از شکلگیری این اجسام جلوگیری کند. اما امروز میدانیم که انیشتین اشتباه میکرد و مکانیزمی برای جلوگیری از تشکیل این اجسام وجود ندارد؛ زیرا هم اکنون هزاران مورد از این اجسام را در داخل و خارج از کهکشانمان یافتهایم! این اجسام "سیاهچاله"ها هستند (تصویر شماره 1 و فیلم سیاهچاله). پست کامل در مورد چگونگی شکل گیری سیاهچاله در بین پستهای قبلی کانال وجود دارد. اما به طور کلی سیاهچاله جسمی در فضاست که چگالی بینهایت و گرانش بینهایت دارد. مرکز یک سیاهچاله، نقطهای به نام #Singularity (#تکینگی) است که به دلیل پدیده اتساع زمان گرانشی، زمان در نقطه تکینگی مطلقاً وجود ندارد و اصلاً نمیگذرد. تکینگی نقطهای از فضا با طول، عرض و ارتفاع صفر (به گفته دانشمندان نظریه نسبیت، مطلقاً صفر و به گفته دانشمندان نظریه کوانتوم، عدد بسیار کوچک و نزدیک به صفر) که تمام جرم سیاهچاله در آن نقطه متمرکز شده است و باعث ایجاد چگالی بینهایت و در نتیجه گرانش بینهایت میشود. کرهای به مرکز تکینگی به نام #Event_Horizon (#افق_رویداد) وجود دارد که شعاع آن برابر با فاصلهای از تکینگی است که در آن فاصله سرعت مورد نیاز یرای فرار از گرانش، برابر با سرعت نور است (تصویر شماره 2 و 3). یعنی برای فرار از گرانش سیاهچاله، در بیرون از افق رویداد به سرعتی کمتر از نور، دقیقاً روی مرز افق رویداد به سرعتی برابر با نور و در درون افق رویداد به سرعتی بیشتر از نور نیاز داریم. از آنجا که پس از رد شدن از افق رویداد دیگر سرعت نور نیز برای فرار از گرانش کافی نیست، پس هیچ چیز حتی خود نور نیز نمیتواند از درون افق رویداد به بیرون بازگردد. از نظر تئوری، هر چیزی میتواند تبدیل به سیاهچاله شود. فقط کافیست که جرم آن را ثابت نگه داریم و حجمش را کم کنیم. یعنی با فشرده کردن جرم هر چیزی در فضایی کوچک، میتوان آن را تبدیل به یک سیاهچاله کرد. اولین بار شخصی به نام #شوارتزشیلد کشف کرد که هر جسمی دارای شعاعی است که اگر تمام جرم آن جسم را درون آن شعاع فشرده کنیم، جسم تبدیل به سیاهچاله میشود. به این شعاع، #شعاع_شوارتزشیلد میگویند (تصویر شماره 4).
اما ریاضیات نسبیت عام به ما میگوید که چیز عجیب دیگری نیز باید وجود داشته باشد. چیزی که بدون آن، مفهوم سیاهچاله به نوعی ناقص است. چیزی که هنوز به طور تجربی مشاهده نشده است. چیزی به نام #سفید_چاله. سفید چاله دقیقاً برعکس سیاهچاله عمل میکند. سفید چاله دافعه گرانشی شدیدی دارد و دارای تکینگی و افق رویداد است. هیچ چیز نمیتواند از افق رویداد سیاهچاله بیرون بیاید اما افق رویداد سفید چاله کاملاً برعکس است. هیچ چیز نمیتواند وارد آن شود! سفید چالهها فقط یک راه حل ریاضی هستند و ممکن است اصلاً وجود فیزیکی نداشته باشند، اما اگر سفید چالهها واقعاً وجود داشته باشند، انتظار میرود که تکینگی هر سفید چالهای، به تکینگی یک سیاهچاله متصل باشد (تصویر شماره 5) و هر چیزی که سیاهچاله به درون خود میکشد، از سفید چاله به بیرون پرتاب شود. وجود سفید چاله و رابطه بین آن با سیاهچاله، اولین بار به طور مشترک توسط آلبرت #انیشتین و ناتان #روزن از معادلات استخراج شد. به رابطه میان سیاهچاله و سفید چاله (یعنی بلعیده شدن ماده توسط سیاهچاله و بیرون ریخته شدن آن توسط سفیدچاله) "#کرمچاله" یا "پل انیشتین-روزن" گفته میشود (تصویر شماره 6)
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
Cosmos' Language
نظریه #نسبیت قسمت هفتم: #نسبیت_عام و #کرمچاله پس از ارائه نظریه نسبیت عام، کار ریاضیدانان شروع شد! نسبیت عام بر خلاف مفهوم سادهاش، پیچیدگیهای ریاضی بسیاری دارد. #انیشتین میگوید: «از وقتی ریاضیدانان شروع به بالا رفتن از سر و کول نظریه نسبیت کردهاند،…
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Cosmos' Language
نظریه #نسبیت قسمت هفتم: #نسبیت_عام و #کرمچاله پس از ارائه نظریه نسبیت عام، کار ریاضیدانان شروع شد! نسبیت عام بر خلاف مفهوم سادهاش، پیچیدگیهای ریاضی بسیاری دارد. #انیشتین میگوید: «از وقتی ریاضیدانان شروع به بالا رفتن از سر و کول نظریه نسبیت کردهاند،…
نظریه #نسبیت
قسمت هشتم: #کرمچاله
از نظر تئوری، کرمچالهها تونلی در فضا-زمان هستند که با خم کردن فضا-زمان، امکان سفر در مکان و زمان را محیا میکنند. اما در واقعیت کمی پیچیدهتر از این است. اگر پس از باز شدن یک کرمچاله کوچکترین مادهای حتی یک تک ذره بنیادی وارد آن شود، بلافاصله کرمچاله از بین میرود و این مشکلی بزرگ برای سفر از طریق کرمچاله است. برای باز نگه داشتن کرمچاله و جلوگیری از فروپاشی آن انرژی بسیار زیادی نیاز است تا یک جسم بتواند سالم و سلامت از داخل آن رد شود و کرمچاله دچار فروپاشی نشود. علاوه بر اینکه مقدار بسیار زیادی انرژی برای این کار لازم است، نوع این انرژی نیز متفاوت است. انرژی معمولی نمیتواند کرمچاله را باز نگه دارد و برای این کار نیاز به انرژی منفی داریم. این نوع انرژی از نظر تئوری وجود دارد اما تا تولید آن راه درازی در پیش است. اما اخیراً دکتر "لوک بوچر" از دانشگاه کمبریج، نظریهای را مطرح کرده است که میگوید اگر کرمچالهای بسیار طولانیتر از ضخامتش باشد، انرژی پایهای خلأ که به "انرژی کازیمیر" معروف است میتواند طول عمر کرمچاله را بسیار بیشتر از حد طبیعی آن کند. اما باز هم طول عمرشان آنقدر بالا نمیرود که شخصی یا مادهای بتواند از درون آن رد شود و تنها میتوان پالسهای الکترومغناطیسی را از درون آنها منتقل کرد.
"#کف_کوانتومی" یکی از اثرات #گرانش_کوانتومی است که تنها در مقیاسهای طولی بسیار کوچک از مرتبه #طول_پلانک خود را نشان میدهد (تصویر شماره 1). این کف شبکهای فرضی از کرمچالههایی است که مدام به وجود میآیند و از بین میروند و قوانین حاکم بر آنها، قوانین گرانش کوانتومی است که درک ما از آن تقریباً صفر است! این کف ماهیتی احتمالاتی دارد، یعنی در هر لحظهای احتمال مشخصی وجود دارد که این کف شکل مشخصی داشته باشد و احتمال دیگری است که در همان لحظه شکل و فرم دیگری داشته باشد و این احتمالها مدام در تغییر هستند و این کف واقعا کوچک است؛ طول معمول برای کرمچالهای در این مجموعه آن چیزی است که از آن به نام "طول پلانک" یاد میشود یعنی معادل یک صدم یک میلیاردم یک میلیاردم هستهی یک اتم! امیدواریم بتوانیم راهی بیابیم تا این کرمچالههای کوانتومی را رشد دهیم تا به اندازهای در بیایند که یک انسان یا حتی یک سفینه بتواند از آن عبور کند. کرمچالهها علاوه بر اینکه با ایجاد خمیدگی در فضا-زمان باعث از بین رفتن فاصله بین دو نقطه A و B میشوند (حتی اگر A و B میلیاردها سال نوری از هم دور باشند) و امکان سفر بین دو نقطه دلخواه از فضا را در کسری از ثانیه فراهم میکنند، امکان انجام #سفر_در_زمان نیز دارند. پس اگر روزی بشر بتواند راهی برای تولید و باز نگه داشتن کرمچالهها پیدا کند میتواند در کسری از ثانیه به هر مکانی در جهان یا هر زمانی از عمر کیهان سفر کند (البته در مورد سفر به کذشته، به علت تناقضهای ذاتی و پیچیدگیهای خاص، بین دانشمندان بحثهای بر سر امکان یا عدم امکان آن وجود دارد). اما کاربرد کرمچالهها فقط محدود به جهان خودمان نمیشود! از طریق کرمچالهها میتوان حتی به جهانهای دیگر نیز تونل زد و در صورتی که جهانمان غیر قابل سکونت شود، میتوانیم با استفاده از کرمچاله به جهان دیگری مهاجرت کنیم (سکانس عبور از کرمچاله فیلم #Interstellar).
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
قسمت هشتم: #کرمچاله
از نظر تئوری، کرمچالهها تونلی در فضا-زمان هستند که با خم کردن فضا-زمان، امکان سفر در مکان و زمان را محیا میکنند. اما در واقعیت کمی پیچیدهتر از این است. اگر پس از باز شدن یک کرمچاله کوچکترین مادهای حتی یک تک ذره بنیادی وارد آن شود، بلافاصله کرمچاله از بین میرود و این مشکلی بزرگ برای سفر از طریق کرمچاله است. برای باز نگه داشتن کرمچاله و جلوگیری از فروپاشی آن انرژی بسیار زیادی نیاز است تا یک جسم بتواند سالم و سلامت از داخل آن رد شود و کرمچاله دچار فروپاشی نشود. علاوه بر اینکه مقدار بسیار زیادی انرژی برای این کار لازم است، نوع این انرژی نیز متفاوت است. انرژی معمولی نمیتواند کرمچاله را باز نگه دارد و برای این کار نیاز به انرژی منفی داریم. این نوع انرژی از نظر تئوری وجود دارد اما تا تولید آن راه درازی در پیش است. اما اخیراً دکتر "لوک بوچر" از دانشگاه کمبریج، نظریهای را مطرح کرده است که میگوید اگر کرمچالهای بسیار طولانیتر از ضخامتش باشد، انرژی پایهای خلأ که به "انرژی کازیمیر" معروف است میتواند طول عمر کرمچاله را بسیار بیشتر از حد طبیعی آن کند. اما باز هم طول عمرشان آنقدر بالا نمیرود که شخصی یا مادهای بتواند از درون آن رد شود و تنها میتوان پالسهای الکترومغناطیسی را از درون آنها منتقل کرد.
"#کف_کوانتومی" یکی از اثرات #گرانش_کوانتومی است که تنها در مقیاسهای طولی بسیار کوچک از مرتبه #طول_پلانک خود را نشان میدهد (تصویر شماره 1). این کف شبکهای فرضی از کرمچالههایی است که مدام به وجود میآیند و از بین میروند و قوانین حاکم بر آنها، قوانین گرانش کوانتومی است که درک ما از آن تقریباً صفر است! این کف ماهیتی احتمالاتی دارد، یعنی در هر لحظهای احتمال مشخصی وجود دارد که این کف شکل مشخصی داشته باشد و احتمال دیگری است که در همان لحظه شکل و فرم دیگری داشته باشد و این احتمالها مدام در تغییر هستند و این کف واقعا کوچک است؛ طول معمول برای کرمچالهای در این مجموعه آن چیزی است که از آن به نام "طول پلانک" یاد میشود یعنی معادل یک صدم یک میلیاردم یک میلیاردم هستهی یک اتم! امیدواریم بتوانیم راهی بیابیم تا این کرمچالههای کوانتومی را رشد دهیم تا به اندازهای در بیایند که یک انسان یا حتی یک سفینه بتواند از آن عبور کند. کرمچالهها علاوه بر اینکه با ایجاد خمیدگی در فضا-زمان باعث از بین رفتن فاصله بین دو نقطه A و B میشوند (حتی اگر A و B میلیاردها سال نوری از هم دور باشند) و امکان سفر بین دو نقطه دلخواه از فضا را در کسری از ثانیه فراهم میکنند، امکان انجام #سفر_در_زمان نیز دارند. پس اگر روزی بشر بتواند راهی برای تولید و باز نگه داشتن کرمچالهها پیدا کند میتواند در کسری از ثانیه به هر مکانی در جهان یا هر زمانی از عمر کیهان سفر کند (البته در مورد سفر به کذشته، به علت تناقضهای ذاتی و پیچیدگیهای خاص، بین دانشمندان بحثهای بر سر امکان یا عدم امکان آن وجود دارد). اما کاربرد کرمچالهها فقط محدود به جهان خودمان نمیشود! از طریق کرمچالهها میتوان حتی به جهانهای دیگر نیز تونل زد و در صورتی که جهانمان غیر قابل سکونت شود، میتوانیم با استفاده از کرمچاله به جهان دیگری مهاجرت کنیم (سکانس عبور از کرمچاله فیلم #Interstellar).
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
Cosmos' Language
نظریه #نسبیت قسمت هشتم: #کرمچاله از نظر تئوری، کرمچالهها تونلی در فضا-زمان هستند که با خم کردن فضا-زمان، امکان سفر در مکان و زمان را محیا میکنند. اما در واقعیت کمی پیچیدهتر از این است. اگر پس از باز شدن یک کرمچاله کوچکترین مادهای حتی یک تک ذره بنیادی…
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
سکانس عبور از کرمچاله فیلم #Interstellar
کلمه "کرمچاله" توی زیرنویس به اشتباه "سیاهچاله" ترجمه شده.
@Cosmos_language
کلمه "کرمچاله" توی زیرنویس به اشتباه "سیاهچاله" ترجمه شده.
@Cosmos_language
Cosmos' Language
نظریه #نسبیت قسمت پنجم: #نسبیت_عام پس از اینکه #انیشتین نظریه #نسبیت_خاص که شرحی فراگیر از رفتار #نور بود و به #الکتریسیته و #مغناطیس گسترش یافت را ارائه کرد و درک جوامع علمی نسبت به جهان را تغییر داد، دیگر ایدههایی مانند سفر در زمان تخیل تلقی نمیشدند…
نظریه #نسبیت
قسمت نهم: چطور اندازه #کیهان میتواند بیشتر از سنش باشد؟
در حال حاضر نظریه مورد قبول در بین دانشمندان در مورد شروع جهان، نظریه بیگ بنگ است. طبق این نظریه، جهان با یک انفجار بزرگ شروع شد و این انفجار باعث انبساط جهان و افزایش مداوم حجم آن شده است؛ وقتی یک بمب درون یک اتاق منفجر میشود، موج انفجار در یک نقطه کوچک که دقیقاً خود ماده منفجره است ایجاد شده و مدام بزرگتر و بزرگتر میشود و وقتی به دیوارهای اتاق میرسد، نیرویی رو به بیرون به دیوارها وارد میکند و دیوارهای اتاق را به سمت خارج هل میدهد تا جایی که دیوارها متلاشی شده و مصالح، به سمت بیرون پرتاب میشوند یعنی از مرکز انفجار گریز میکنند. این یعنی اتاق منبسط میشود. همان کاری که بمب با اتاق میکند، بیگ بنگ با جهان کرده است اما با این تفاوت که بمب فقط عامل انبساط اتاق است و سازنده اتاق نیست؛ ولی بیگ بنگ هم عامل انبساط جهان و هم سازنده جهان (خود فضا و زمان) است. بیگ بنگ پس از تولید فضا-زمان، باعث انبساط مداوم آن شد و به این ترتیب با گذشت زمان، فضا مدام بزرگ و بزرگتر شده و فاصله بین اجرام کیهانی بیشتر و بیشتر میشود. وقتی روی یک بادکنک خالی دو نقطه بکشید و بعد شروع به باد کردن بادکنک کنید، به وضوح میبینید که فاصله آن دو نقطه با باد شدن بادکنک بیشتر و بیشتر میشود. اما میدانیم که نقاط روی بادکنک حرکت نمیکنند و دلیل افزایش فاصله بین آنها کش آمدن پوسته بادکنک است که باعث میشود فاصله بین دو نقطه، منبسط شده و نقاط از هم دور شوند.
اجرام کیهانی از یکدیگر دورتر و دورتر میشوند؛ ولی بر خلاف تصور عموم، این اجرام نیستند که در حال حرکتند، بلکه درست مانند مثال بادکنک، این فضای بین اجرام است که دائماً در حال منبسط شدن میباشد و باعث میشود فاصله بین دو جرم مدام بیشتر و بیشتر شود. طبق نظریه نسبیت، حداکثر سرعت در این جهان، سرعت نور است. یعنی هیچ چیزی نمیتواند سریعتر از نور حرکت کند. از بیگ بنگ، حدود 13.8 میلیارد سال میگذرد و با توجه به اینکه سرعت نور حداکثر سرعت حرکت است، قطر کیهان باید 13.8 میلیارد سال نوری و یا کمتر باشد.
جهان ما حدود 25 میلیارد گروه کهکشانی، 350 میلیارد کهکشان بزرگ، 7 تریلیون کهکشان کوتوله و 30 میلیارد تریلیون ستاره دارد! اگر این مقدار ماده در قطری به اندازه 13.8 میلیارد سال نوری قرار بگیرند، تراکم جرم خیلی زیاد میشود و جهان بسیار فشرده به نظر میرسد. ولی با وجود اینکه طبق نسبیت، حداکثر سرعت در این جهان برابر با سرعت نور است، جهان در مدت 13.8 میلیارد سال، 93 میلیارد سال نوری منبسط شده و این یعنی سرعت انبساط جهان بیشتر از سرعت نور بوده! آیا دانشمندان در تخمین قطر کیهان اشتباه کردهاند؟
خطای اندازهگیری همیشه و همه جا وجود دارد اما 13.8 میلیارد سال نوری تا 93 میلیارد سال نوری، فاصله بسیار زیادی دارد و غیرممکن است که خطای اندازهگیری در این حد باشد.
حال که میدانیم قطر کیهان بسیار بیشتر از سنش است، آیا بزرگی کیهان میتواند نسبیت را نقض کند؟
خیر. ذرات بنادی سازنده نور (Photon) ذراتی با جرم مطلقاً 0 هستند (پست کامل در مورد ذرات بنیادی، بین پستهای قبلی کانال وجود دارد). فوتونها هیچ گاه شتاب نمیگیرند؛ یعنی در هر نقطه از فضا-زمان، یا فوتونی وجود ندارد و یا اگر وجود داشته باشد، در حال حرکت در خط راست با حداکثر سرعتش است که همان سرعت نور میباشد. در واقع چیزی که باعث میشود نور سریع ترین چیز در جهان باشد، فاقد جرم بودن ذرات سازنده آن است و از آنجا که قدر مطلق جرم هیچ چیز، کمتر از 0 نیست پس هیچ چیزی نمیتواند سریعتر از نور باشد. میتوان نتیجه گرفت که سرعت انبساط کیهان هر چقدر هم بیشتر از سرعت نور باشد، نسبیت نقض نخواهد شد! زیرا بر اساس نسبیت، هیچ جسم «دارای جرمی» نمیتواند سریعتر از نور حرکت کند و با توجه به اینکه در انبساط کیهان، این فضا-زمان (خلأ) است که منبسط میشود و نه یک جسم ساخته شده از ذرات بنیادی (ماده)؛ پس نسبیت مخالفتی با سریعتر از نور منبسط شدن آن ندارد. در نتیجه اندازه کیهان در مدت 13.8 میلیارد سال به 93 میلیارد سال نوری میرسد بدون اینکه نسبیت زیر پا گذاشته شود.
سرعت انبساط جهان، 71.9 کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک است. "کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک" واحدی برای سرعت انبساط کیهان است مانند سانتی متر بر ثانیه بر اینچ برای انبساط یک کش که به طور مداوم در حال کشیده شدن میباشد. وقتی میگوییم این کش با سرعت مثلاً 3 سانتی متر بر ثانیه بر اینچ منبسط میشود، یعنی طی یک ثانیه به هر اینچ از طول کش، 3 سانتی متر اضافه میشود. 71.9 کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک نیز یعنی در هر ثانیه، 71.9 کیلومتر به هر مگاپارسک از جهان اضافه میشود. هر مگاپارسک حدوداً 3.26 میلیون سال نوری است.
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
قسمت نهم: چطور اندازه #کیهان میتواند بیشتر از سنش باشد؟
در حال حاضر نظریه مورد قبول در بین دانشمندان در مورد شروع جهان، نظریه بیگ بنگ است. طبق این نظریه، جهان با یک انفجار بزرگ شروع شد و این انفجار باعث انبساط جهان و افزایش مداوم حجم آن شده است؛ وقتی یک بمب درون یک اتاق منفجر میشود، موج انفجار در یک نقطه کوچک که دقیقاً خود ماده منفجره است ایجاد شده و مدام بزرگتر و بزرگتر میشود و وقتی به دیوارهای اتاق میرسد، نیرویی رو به بیرون به دیوارها وارد میکند و دیوارهای اتاق را به سمت خارج هل میدهد تا جایی که دیوارها متلاشی شده و مصالح، به سمت بیرون پرتاب میشوند یعنی از مرکز انفجار گریز میکنند. این یعنی اتاق منبسط میشود. همان کاری که بمب با اتاق میکند، بیگ بنگ با جهان کرده است اما با این تفاوت که بمب فقط عامل انبساط اتاق است و سازنده اتاق نیست؛ ولی بیگ بنگ هم عامل انبساط جهان و هم سازنده جهان (خود فضا و زمان) است. بیگ بنگ پس از تولید فضا-زمان، باعث انبساط مداوم آن شد و به این ترتیب با گذشت زمان، فضا مدام بزرگ و بزرگتر شده و فاصله بین اجرام کیهانی بیشتر و بیشتر میشود. وقتی روی یک بادکنک خالی دو نقطه بکشید و بعد شروع به باد کردن بادکنک کنید، به وضوح میبینید که فاصله آن دو نقطه با باد شدن بادکنک بیشتر و بیشتر میشود. اما میدانیم که نقاط روی بادکنک حرکت نمیکنند و دلیل افزایش فاصله بین آنها کش آمدن پوسته بادکنک است که باعث میشود فاصله بین دو نقطه، منبسط شده و نقاط از هم دور شوند.
اجرام کیهانی از یکدیگر دورتر و دورتر میشوند؛ ولی بر خلاف تصور عموم، این اجرام نیستند که در حال حرکتند، بلکه درست مانند مثال بادکنک، این فضای بین اجرام است که دائماً در حال منبسط شدن میباشد و باعث میشود فاصله بین دو جرم مدام بیشتر و بیشتر شود. طبق نظریه نسبیت، حداکثر سرعت در این جهان، سرعت نور است. یعنی هیچ چیزی نمیتواند سریعتر از نور حرکت کند. از بیگ بنگ، حدود 13.8 میلیارد سال میگذرد و با توجه به اینکه سرعت نور حداکثر سرعت حرکت است، قطر کیهان باید 13.8 میلیارد سال نوری و یا کمتر باشد.
جهان ما حدود 25 میلیارد گروه کهکشانی، 350 میلیارد کهکشان بزرگ، 7 تریلیون کهکشان کوتوله و 30 میلیارد تریلیون ستاره دارد! اگر این مقدار ماده در قطری به اندازه 13.8 میلیارد سال نوری قرار بگیرند، تراکم جرم خیلی زیاد میشود و جهان بسیار فشرده به نظر میرسد. ولی با وجود اینکه طبق نسبیت، حداکثر سرعت در این جهان برابر با سرعت نور است، جهان در مدت 13.8 میلیارد سال، 93 میلیارد سال نوری منبسط شده و این یعنی سرعت انبساط جهان بیشتر از سرعت نور بوده! آیا دانشمندان در تخمین قطر کیهان اشتباه کردهاند؟
خطای اندازهگیری همیشه و همه جا وجود دارد اما 13.8 میلیارد سال نوری تا 93 میلیارد سال نوری، فاصله بسیار زیادی دارد و غیرممکن است که خطای اندازهگیری در این حد باشد.
حال که میدانیم قطر کیهان بسیار بیشتر از سنش است، آیا بزرگی کیهان میتواند نسبیت را نقض کند؟
خیر. ذرات بنادی سازنده نور (Photon) ذراتی با جرم مطلقاً 0 هستند (پست کامل در مورد ذرات بنیادی، بین پستهای قبلی کانال وجود دارد). فوتونها هیچ گاه شتاب نمیگیرند؛ یعنی در هر نقطه از فضا-زمان، یا فوتونی وجود ندارد و یا اگر وجود داشته باشد، در حال حرکت در خط راست با حداکثر سرعتش است که همان سرعت نور میباشد. در واقع چیزی که باعث میشود نور سریع ترین چیز در جهان باشد، فاقد جرم بودن ذرات سازنده آن است و از آنجا که قدر مطلق جرم هیچ چیز، کمتر از 0 نیست پس هیچ چیزی نمیتواند سریعتر از نور باشد. میتوان نتیجه گرفت که سرعت انبساط کیهان هر چقدر هم بیشتر از سرعت نور باشد، نسبیت نقض نخواهد شد! زیرا بر اساس نسبیت، هیچ جسم «دارای جرمی» نمیتواند سریعتر از نور حرکت کند و با توجه به اینکه در انبساط کیهان، این فضا-زمان (خلأ) است که منبسط میشود و نه یک جسم ساخته شده از ذرات بنیادی (ماده)؛ پس نسبیت مخالفتی با سریعتر از نور منبسط شدن آن ندارد. در نتیجه اندازه کیهان در مدت 13.8 میلیارد سال به 93 میلیارد سال نوری میرسد بدون اینکه نسبیت زیر پا گذاشته شود.
سرعت انبساط جهان، 71.9 کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک است. "کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک" واحدی برای سرعت انبساط کیهان است مانند سانتی متر بر ثانیه بر اینچ برای انبساط یک کش که به طور مداوم در حال کشیده شدن میباشد. وقتی میگوییم این کش با سرعت مثلاً 3 سانتی متر بر ثانیه بر اینچ منبسط میشود، یعنی طی یک ثانیه به هر اینچ از طول کش، 3 سانتی متر اضافه میشود. 71.9 کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک نیز یعنی در هر ثانیه، 71.9 کیلومتر به هر مگاپارسک از جهان اضافه میشود. هر مگاپارسک حدوداً 3.26 میلیون سال نوری است.
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language