💢 تنها بعد زمان ¹

ما 3 بعد فضایی داریم اما تنها یک بعد زمانی ، چرا فقط یک بعد وجود دارد؟ اگر ابعاد زمانی بیشتری وجود داشت چه اتفاقی می افتاد؟
یک سرنخ خوب ، به ریاضیات نیاز دارد.

استدلال زیبایی وجود دارد که تنها 1 بعد زمانی خاص ، میتواند وجود داشته باشد ، در غیر اینصورت پایستگی انرژی-تکانه نقض می شد ، این قانون به طور خودکار ، امکان واپاشی پارتیکل های سنگین‌تر به پارتیکل های سبک‌تر را می‌دهد.

به عبارت دیگر ، اگر ابعاد زمانی چندگانه وجود داشت، پروتون ها می توانستند به نوترون، الکترون ها به میون یا حتی فوتون ها به یکی از جفت الکترون یا پوزیترون واپاشی شوند.

چرا؟ برای درک کامل ظرافت این استدلال ، به دانشی در مورد توصیف ریاضی رویدادها در فضازمان (بردارها در فضاهای برداری غیراقلیدسی) نیاز دارید.

💢@higgs_field

💢 سقوط آزاد

💢@higgs_field

💢عکس از پل دیراک 5 ساله در موود متفکر، 1907


💢@higgs_field

🔺سال 1910- ویدیوی ترمیم و رنگی شده از اولین پرواز در شب مسیر لندن - منچستر. اولین پرواز هواپیما در سال 1903 توسط برادران رایت در آمریکا صورت گرفت.

💢@higgs_field

💢 هولوگرافیک یونیورس ⁴


Take y² = x⁵ - x and try to solve for y:
y = sqrt(x⁵ - x)
This is double-valued so we get a branched double cover of the sphere, with branch points where x⁵ - x is zero or infinity.
And where are those points?
They're the vertices of an octahedron!‌‌

معادله :
y² = x⁵ - x
را در نظر بگیرید و تلاش کنید نسبت به y آنرا حل کنید:

y = sqrt(x⁵ - x)
این دو مقدار مثبت و منفی را بدست می دهد. بنابراین ما یک ارزش دابل منشعب از کره به دست می آوریم، با نقاط انشعاب که در آن x⁵ - x صفر یا بی نهایت است.
و آن نقاط کجاست؟
آنها رئوس یک هشت وجهی هستند!‌‌

💢@higgs_field

💢 هولوگرافیک یونیورس ¹


اگر شما هم بر نمودار منحنی بولزا 𝗕𝗼𝗹𝘇𝗮 𝗰𝘂𝗿𝘃𝗲 کراش دارید ، دچار اختلالی بنام فیزیک مدرن شده اید .

y² = x⁵ - x

فضایی متشکل از معادلاتی با راه حل های مختلط ، به اضافه نقطه ای در بی نهایت ، که شامل سطح ۲ بعدی ریمانی ( ازین جا منیفولد را مطالعه کنید) با بزرگترین گروه تقارن ممکن است . که پوشش یونیورسال آن در نگاره زیر است.

1 : https://t.me/higgs_field/6648

2 : https://t.me/higgs_field/6654

3 : https://t.me/higgs_field/6660

4 : https://t.me/higgs_field/6722

💢هولوگرافیک یونیورس ⁵

این پوشش دوگانه منشعب از کره ، منحنی بولزا 𝗕𝗼𝗹𝘇𝗮 𝗰𝘂𝗿𝘃𝗲 است. ممکن است با توجه به نحوه ساخت آن ، تصور کنید که گروه تقارنی یکسانی با یک هشت وجهی دارد. اما به دلیل پوشش دوگانه تقارن های آن یک *پوشش دوبل * از گروه تقارن هشت وجهی است!


💢@higgs_field

‍ 💢کرم‌چاله‌ها راهی برای دستکاری اطلاعات سیاه‌چاله در آزمایشگاه نشان می‌دهند
فیلیپ توپ
قسمت چهارم

‍ هیدن و پرسکیل به ارتباطی بین ترمودینامیک سیاهچاله و تئوری اطلاعات کوانتومی Quantum Information Theory دست یافته بودند که پدیده ای به نام کوانتوم اسکرامبلینگ Scrambling را فراخوانی می کند.


این اثر بیشتر شبیه نحوه توزیع یکنواخت گرما در یک سیستم در طول زمان است که به تعادل می رسد، فرآیندی به نام ترمالیزه سازی thermalization .

یائو درین زمینه گفت، تصور کنید که دو سیستم حاوی بسته های لوکالایز انرژی ایجاد کرده و سپس آنها را با هم در تماس قرار دهید.

انرژی در سرتاسر هر دو سیستم توزیع می‌شود تا زمانی که «حافظه آنها حالت شروع اولیه را از دست بدهند و شما دیگر نتوانید آنها را تشخیص دهید».

اسکرامبلینگ Scrambling در اصل شامل همین الگو است، اما بسیار قوی تر:

شما نمی توانید دو سیستم اسکرامبل شده را تشخیص دهید حتی اگر نه فقط به صورت محلی یا لوکالایز ، بلکه به همبستگی های (correlation ) هر دو سیستم نگاه کنید. یائو گفت: « اسکرامبل سازی یک شکل بسیار قوی از ترمالایزه سازی است. "این دی لوکالایزه سازی delocalization اطلاعات کوانتومی است."

آدام براون، فیزیکدان در گوگل و دانشگاه استنفورد، می‌گوید: " این یک آنالوژی یا قیاس کوانتومیِ درهم‌آمیخته است.

"اگر با یک بسته کارت دریافتی [ در بازی حکم] شروع کنید، اگر به کارت‌ها نگاه کنید و بنظرتان بیاید هیچ الگوی آشکاری در کارت ها وجود ندارد ، و بگویید که به هم ریخته است.
این بدین معنا نیست که بگوییم شما با پدیده کاملاً تصادفی روبرو هستید - کارت ها به اندازه کافی در هم آمیخته اند تا شما در آن لحظه گیج باشید و ندانید تصادفی random نیست. در نتیجه هنوز خیلی زود است که ورق ها را تصادفی بدانید ."


🔺 تصویر :
Lasers in Christopher Monroe’s lab at the University of Maryland are used to control atom-based quantum bits.

💢In theoretical physics, the AdS/CFT correspondence suggests that gravity may be spun from quantum effects. Physicists recently used it to design a quantum circuit which could be equivalent to a (very tiny) black hole.


در فیزیک نظری، تناظر AdS/CFT نشان می‌دهد که گرانش ممکن است از اثرات کوانتومی بافته شده باشد . [ طنابی بنام گرانش کلاسیک که از تاباندن Spun الیافی از اثرات کوانتومی بافته شده است]
فیزیکدانان اخیراً از آن برای طراحی یک مدار کوانتومی استفاده کردند که می تواند معادل یک سیاهچاله (بسیار کوچک) باشد.

p1 : https://t.me/higgs_field/6645

p2 : https://t.me/higgs_field/6655

p3 : https://t.me/higgs_field/6714

p4 : https://t.me/higgs_field/6725


💢https://www.quantamagazine.org/wormholes-reveal-a-way-to-manipulate-black-hole-information-in-the-lab-20200227/‌‌

💢 شکل گیری و نمایش شفق قطبی


💢@higgs_field

💢بصورت چکیده اینکه :

اصل هولوگرافیک به ظهور یک فضازمان 3+1 بعدی - دارای گرانش از فضازمان 2+1 بعدی - بدون گرانش است .

سطحی دو بعدی با انحنای منفی که بزرگنمایی آن (در مدلسازی این سطح با سطحی دو بعدی که برای افق رویداد در نظر میگیریم مرتبط است) در افق رویداد سیاهچاله ها در نظر است .
در نظر بگیرید آنتروپی اطلاعات کلود شانون برای سیاهچاله و پیشی گرفتن آن از آنتروپی بولتزمن ، و مسئله کران آنتروپیک که به حد بالای اطلاعات ذخیره شده در فضا اشاره دارد و همچنین در تئوری هولوگرافیک هدف اصلی نشان دادن اهمیت زیاد هندسه فضا-زمان در تعیین از پیش قوانینی است که قرار است بر رفتار ماده حاکم باشد، و همچنین حمایت از این نظریه که خود ماده می تواند از هندسه ایجاد شود، به این معنا که ذرات ماده و سایر نیروهای طبیعت به شکلی مانند گرانش ظهور یافته emergent از هندسه ، پدیدار می شوند . ( سرنخ ، گرانش را از مقیاس ذره ای - دارای ویژگی بنام جرم ، تا جرم شبکه کیهانی متشکل از میلیارد ها کهکشان در نظر بگیرید)

تازه متوجه شگفتی احتمالی یونیورس می شویم.

💢@higgs_field

💢تنها بعد زمان ²

🔺The length of a 4-vector X in spacetime

طول یک چهار-بردار X در فضازمان میتواند بصورت زیر تعریف گردد:

|X|² = t² - x² - y² - z²

• در نظریه نسبیت خاص بردارها چهار بعدی هستند (بر خلاف فیزیک کلاسیک که در آن بردارها سه بعدی بودند.) و به همین دلیل چهار بعدی بودن بردارها در نظریه نسبیت، به آن‌ها لقب چهار بردار داده‌اند، که شامل یک بعد زمانی و سه بعد مکانی می شوند .


💢@higgs_field

🟣 General Relativity: The Curvature of Spacetime

نسبیت عام : خمیدگی فضا-زمان

نسبیت اینشتین بخش مهمی از فیزیک کلاسیک را تشکیل داده است و البته هندسه و ریاضیات زیبا و کارآمدی را برای توصیف مفاهیمی مانند نیروی گرانش ، فضا زمان و فریم ها و تبدیلات آن ، بکار گرفته است .

انحنای Curvature سطوح ریمانی در پیرامون آبجکت های جرم دار بیس تئوری های آینده برای توصیف یونیورس ما خواهد بود یا به نحوی این ویژگی های نسبیتی در تئوری های آتی باید برآورده شود . اما بعنوان نظر شخصی اگر در نظر بگیرید تا زمانی با مفهومی بنام فضا سر و کار داریم ، تئوری های هندسی geometric امتیازی بالقوه نسبت به سایر تئوری ها دارند ، هر چند که تنها شامل توصیف کلاسیک از فضا باشند . این سرگشتگی نبود گرانش کوانتومی ست که تلاش داریم آنرا رمز گشایی کنیم.

#مفاهیم #بنیادین

🆔 @phys_Q

‍ 💢کرم‌چاله‌ها راهی برای دستکاری اطلاعات سیاه‌چاله در آزمایشگاه نشان می‌دهند
فیلیپ توپ
قسمت پنجم


"‍ تقریباً هر سیستم کوانتومی چند-پیکر در نهایت در حال اسکرامبل است." اما سیاهچاله ها خاص هستند. همانطور که سرعت درهم-آمیختن یک بسته کارت به تکنیک مورد استفاده شما ، بستگی دارد، نرخ درهم آمیختگی یک سیستم به جزئیات نحوه برهمکنش ذرات در آن سیستم بستگی دارد.

این جزئیات توسط تابعی به نام هامیلتونی به صورت ریاضی توصیف می شوند. و به نظر می رسد که همیلتونین حاکم بر سیاهچاله ها ، به این معنی است که آنها اطلاعات کوانتومی را با سریع ترین سرعت ممکن درهم می آمیزند.

و این چیزی است که به نتیجه گیری هایدن و پرسکیل منجر می شود. سیاهچاله ها مانند مدارهای کوانتوم-اسکرمبلینگ سریع عمل می کنند، بنابراین وقتی به اندازه کافی با تابش هاوکینگ خود درهم‌تنیده شوند، هر اطلاعات جدیدی که به آنها وارد می شود خیلی سریع در آن تابش ظاهر می شود.

با این حال، باید منتظر بمانید تا سیاهچاله و تشعشعات هاوکینگ آن به اندازه کافی در هم‌تنیده شوند - یعنی تا نیمه تبخیر شوند - قبل از این رویداد!

اما یک آلترناتیو (جایگزین) سریعتر برای دستیابی به اطلاعات وجود دارد:

سیاهچاله را تا حداکثر با چیز دیگری درهم‌تنیده entangle کنید - مانند سیاهچاله دیگر . این پیشنهادی است که در سال 2016 توسط پینگ گائو و دانیل جافریس از دانشگاه هاروارد که با آرون وال در مؤسسه مطالعات پیشرفته در پرینستون، نیوجرسی کار می‌کنند، ارائه شد.

آنها گفتند اگر می توانستید یک جفت سیاهچاله را به این ترتیب درهم‌تنیده سازید ، یک کیوبیت که توسط اولین سیاهچاله بلعیده شد در سیاهچاله دیگر ثبت می شد. گائو و همکارانش نشان دادند که چگونه با افزودن یک جفت بیشتر بین سیاهچاله‌ها، می‌توان انتقال اطلاعات کوانتومی بین آنها را به طور رسمی با فرآیندی به نام تله‌پورت کوانتومی یکسان کرد. در اینجا از درهم تنیدگی بین دو ذره برای انتقال حالت کوانتومی یکی از آنها به دیگری استفاده می شود.

ذره هدف با ذره اولیه مشابه به نظر می رسد - در واقع، هیچ راه معناداری وجود ندارد که بگوییم این ذره یکسان نیست، از بخشی از فضا ناپدید شده و در قسمتی دیگری از فضا بازسازی شده است. یائو گفت: "درهم تنیدگی آنها مانند یک پل عمل می کند."‌‌

If the AdS/CFT correspondence is right, then these experiments would be more than a laboratory analogue of a black hole. The two types of systems would be entirely equivalent.


💢@higgs_field

💢 طبیعت و لایه های آن و شگفتی

💢@higgs_field

💢تنها بعد زمان ³


بردارها در فضازمان به 3 دسته تقسیم می شود: بردارهای زمان‌سان timelike ، فضاسان spacelike و نول یا نورسان lightlike که در صفحه فضا-زمان (x-t) زیر نشان داده شده اند.‌‌


💢@higgs_field

💢 زمین هر سال 1.5 سانتی متر از خورشید دور می شود زیرا خورشید در هر ثانیه میلیون ها تن از جرم خود را به عنوان انرژی خالص از دست می دهد که باعث می شود تأثیر گرانشی آن بر روی زمین در طول زمان ضعیف شود.‌‌



🔺این انیمیشن از 358 تصویر گرفته شده توسط فضاپیمای مسنجر ناسا در طول 24 ساعت هنگام دور شدن از زمین در 2 تا 3 آگوست 2005 در مسیر خود به سمت ونوس و سپس مرکوری ساخته شده است.

Credit: NASA/JHUAPL/Carnegie Institute of Washington.


💢@higgs_field

💢Carl Sagan with sons in Boston, 1972.

💢@higgs_field

💢 فضازمان مینکوفسکی¹ [Hermann minkowski ]

نمودار مینکوفسکی که به نام نمودار فضازمان نیز شناخته می‌شود، در سال ۱۹۰۸ توسط هرمان مینکوفسکی به وجود آمدند و تصویری از ویژگی‌های فضا و زمان در نظریه نسبیت خاص ارائه می‌دهد. این نمودارها اجازه می‌دهند که درک کمی از پدیده‌های متناظر با آن‌ها مانند اتساع زمان، بدون معادلات ریاضی داشته باشیم.

واژه نمودار مینکوفسکی در هر دو مفهوم عام و خاص به کار می‌رود. در مفهوم عام، یک نمودار مینکوفسکی تصویری گرافیکی از بخشی از فضای مینکوفسکی است که اغلب فضا به یک بعد کاهش داده شده‌است. این نمودارهای دوبعدی جهانخط ها را به صورت منحنی‌هایی در صفحه نمایش می‌دهند که متناظر با حرکت در راستای محور فضایی است.

🔺نمودار مینکوفسکی با چارچوب در حال سکون (x,t), چارچوب در حال حرکت(x',t'), مخروط نور, و هذلولی‌هایی که زمان و فضا را نسبیت به مبدأ نشانه‌گذاری می‌کنند.


💢@phys_Q

Simulation of glowing gas around a black hole

💢درخششی از تاریکی: برای مدل سازی سیاهچاله مرکزی کهکشان ما


ظاهر می تواند فریبنده باشد و مانند نور یک لامپ رشته ای ثابت به نظر برسد، اما 120 بار در ثانیه سوسو می زند. از آنجایی که مغز تنها میانگینی از اطلاعاتی را که دریافت می کند درک می کند، این سوسو زدن تار می شود و درک روشنایی ثابت صرفا یک توهم است.

در حالی که نور نمی تواند از سیاهچاله بگریزد، درخشش گازی که به سرعت در مدار خود می چرخد، سوسو زدن منحصر به فرد خود را دارد. در مقاله‌ای که اخیراً در Astrophysical Journal Letters منتشر شده است، لنا مورچیکووا، ویلیام دی. لافلین عضو موسسه مطالعات پیشرفته، کریس وایت از دانشگاه پرینستون؛ و شان رسلر از دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا توانستند از این سوسو زدن ظریف برای ساختن دقیق ترین مدل تا به امروز از سیاهچاله مرکزی کهکشان خودمان - Sagittarius A* استفاده کنند.

https://phys.org/news/2022-06-flicker-dark-lines-galaxy-central.html

💢@higgs_field

💢 نسبیت


در بینش نیوتونی فضا و زمان ، مجزا از هم و ثابت در نظر گرفته می شدند . اما در نسبیت عام فضازمان از بافت سه بعد مکانی با یک بعد زمانی ، بصورت یکپارچه در نظر گرفته می شوند . فضازمانی که جابجایی در مکان بر تجربه آهنگ گذر زمان ، تاثیر می گذارد ، چیزی که اتساع زمان نام دارد .
بنا بر نسبیت جرم گرانشی و لختی ، یا شتاب و شتاب گرانشی یا جرم و انرژی ، هم ارز هستند و اتساع زمان گرانشی و اتساع زمان بدلیل سرعت نسبی نیز کاملا مشابه و غیر قابل تشخیص هستند.
یک صفحه کاغذ دو بعدی ، بدون انحنا را تصور کنید ، با خم کردن این سطح در امتداد بعد سوم یک استوانه سه بعدی خواهید داشت ، جرم/انرژی فضازمان سه بعدی ما را در امتداد بعد چهارم خم می کند اما ذهن ما تنها قادر به درک فضای سه بعدی ست .

نسبیت عام و خاص هر دو شاهکار های فیزیک کلاسیک هستند که بینش و دانش ما از فیزیک جهان را جهش بخشیدند .


💢@higgs_field