کوانتوم مکانیک‌🕊

‌‌📌 Cosmological constant
Adam Mann - Live Science

🔺ثابت کیهانی احتمالاً شکلی مرموز از ماده یا انرژی است که با گرانش در کنش است و بسیاری از فیزیکدانان آن را معادل انرژی تاریک می‌دانند. هیچ کس واقعاً نمی داند که ثابت کیهانی دقیقاً چیست، اما در معادلات کیهان شناختی برای تطبیق نظریه با مشاهدات ما از جهان لازم است.

✓ چه کسی ثابت کیهانی را مطرح کرد؟

آلبرت انیشتین، فیزیکدان مشهور آلمانی-آمریکایی، در سال 1915 ثابت کیهانی را که آن را "ثابت جهانی Universal Constant " نامید، ارائه کرد تا ابزاری برای متعادل کردن محاسبات در نظریه نسبیت عام خود باشد. در آن زمان، فیزیکدانان بر این باور بودند که جهان ساکن است – نه در حال گسترش و نه رمبش ( انبساط و نه انقباض ) – اما کار انیشتین نشان می‌داد که گرانش باعث می‌شود که قطعا یکی از حالت های گسترش یا رمبش رخ دهد . بنابراین، برای تطبیق با اجماع علمی، انیشتین یک فاکتور قراردادی fudge factor ، که با حرف یونانی لامبدا مشخص می‌شود را در نتایج خود وارد کرد که کیهان را ثابت نگه دارد .
با این حال، کمی بیش از یک دهه بعد، ادوین هابل، ستاره شناس آمریکایی، متوجه شد که کهکشان ها در واقع از یکدیگر دور می شوند، که نشان می دهد جهان در حال انبساط است.

✓انیشتین لامبدا را "بزرگترین اشتباه" خود نامید.

مشاهدات هابل نیاز به ثابت کیهانی را برای چندین دهه نفی می کرد، اما زمانی که ستاره شناسانی که ابرنواخترهای دوردست را در اواخر دهه 1990 بررسی کردند، دریافتند که کیهان نه تنها در حال انبساط است، بلکه در انبساط خود نیز شتاب می گیرد و این وضعیت تغییر کرد. آنها نیروی ضد جاذبه مرموز مورد نیاز برای توضیح این پدیده را "انرژی تاریک" نامیدند.
در دهه 1920، الکساندر فریدمن، فیزیکدان روسی، معادله ای را ایجاد کرد که امروزه معادله فریدمن نامیده می شود، که بر اساس یک آموزش آنلاین از دانشگاه ایالتی جورجیا، ویژگی های جهان را از انفجار بزرگ به بعد توصیف می کند.
با پاک کردن لامبدای اینشتین و وصل کردن آن به معادلات فریدمن، محققان می‌توانند کیهان را به درستی مدل‌سازی کنند - یعنی با تعریف انبساط شتاب دار برای کیهان.
این نسخه از معادله فریدمن اکنون ستون فقرات نظریه کیهان‌شناسی معاصر را تشکیل می‌دهد که به عنوان ΛCDM (لامبدا CDM، که در آن CDM مخفف ماده تاریک سرد است) شناخته می‌شود و تمام اجزای شناخته‌شده واقعیت را توضیح می‌دهد.

✓پس این عدد جادویی چیست؟

با این حال، هیچ کس واقعاً نمی داند لامبدا چیست. بیشتر فیزیکدانان آن را با مفهوم انرژی تاریک قابل تعویض می‌دانند، اما این موضوع چیزها را واضح‌تر نمی‌کند، زیرا انرژی تاریک صرفاً یک مکان نگه‌دار است که ماده‌ی ضد جاذبه ناشناخته‌ای را توصیف می‌کند. بنابراین، ما اساساً به استفاده از فاکتور فاج انیشتین بازگشته ایم.

یک توضیح بالقوه برای ثابت کیهانی در قلمرو فیزیک ذرات مدرن نهفته است. آزمایش‌ها تأیید کرده‌اند که فضای خالی توسط ذرات مجازی بی‌شماری که دائماً به وجود می‌آیند و نابود می‌شوند ، اشغال شده است. این عمل بی وقفه چیزی را ایجاد می کند که به عنوان "انرژی خلاء" شناخته می شود، یا نیرویی که از فضای خالی ناشی می شود، ذاتی در بافت فضا-زمان که می تواند گیتی را وادار به گسترش سازد.

اما ارتباط انرژی خلاء به ثابت کیهانی ساده نیست. بر اساس مشاهدات ما از ابرنواخترها، اخترشناسان تخمین می‌زنند که انرژی تاریک باید مقدار کمی داشته باشد، فقط به اندازه‌ای که همه چیز در جهان را طی میلیاردها سال از هم دور کند.
با این حال، زمانی که دانشمندان سعی می کنند مقدار انرژی را که باید از حرکت ذرات مجازی ناشی شود محاسبه کنند، به نتیجه ای می رسند که 120 مرتبه بزرگتر از آن چیزی است که داده های ابرنواختر نشان می دهد.

📌@higgs_field

〰

📎

685 viewsedited 07:52