آلبرت اینشتین با گنجاندن شتاب در نظریه‌اش توانست، نظریه نسبیت عام خود را در سال ۱۹۱۵ منتشر کند. در این نظریه، او تعیین کرد که اجرام عظیم مثل زمین یا خورشید یا سیاهچاله‌ها و ...موجب ایجاد یک اعوجاج یا خمیدگی در فضا-زمان می‌شوند، که این اعوجاج به صورت جاذبه احساس می‌شود.
‌‌
حرکت ناشی از جاذبه در واقع حرکت در امتداد انحنای پیچ و تاب خورده‌ی فضا-زمان است. 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 می‌شود و در نتیجه حرکت جسم نیز بر اثر میدان گرانشی تغییر می‌کند.

از نظر اینشتین، گرانش در اصل حرکت اجسام در مسیر خمیدگی ساختار فضا-زمان در اطراف جسم پرجرم است. یعنی وقتی زمین در مداری به دور خورشید در گردش است از دید نسبیتی به دلیل انحنای فضا-زمان اطراف خورشید در این مسیر هدایت می‌شود.

🆔 @phys_Q

🟣قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشت؟
توسط آلستر ویلسون - bbc
قسمت چهارم
✦ شواهد تجربی؟

کیهان‌شناسی چرخه‌ای کانفورمال conformal cyclic  cosmology  پاسخ‌های دقیق، هرچند حدسی به این سؤال ارائه می‌دهد که بیگ‌بنگ ما از کجا آمده است. اما حتی اگر دیدگاه پنروز با پیشرفت آینده کیهان‌شناسی تأیید شود، ممکن است فکر کنیم که هنوز به یک سؤال فلسفی عمیق‌تر پاسخ نداده ایم - سؤالی درباره اینکه خود  فیزیکال رئالیتی از کجا آمده است. کل سیستم چرخه ها چگونه به وجود آمد؟
سپس در نهایت به این سؤال ناب می پردازیم که چرا چیزی به جای هیچ  وجود دارد - که یکی از بزرگترین سؤالات متافیزیک است.

اما تمرکز ما در اینجا بر توضیحاتی است که در قلمرو فیزیک باقی می مانند. سه گزینه گسترده برای این سوال عمیق تر وجود دارد که چرخه ها چگونه آغاز شدند. اصلاً نمی تواند توضیح فیزیکی داشته باشد. یا ممکن است چرخه‌هایی بی‌پایان تکرار شوند، که هر یک به تنهایی یک یونیورس است، با وضعیت کوانتومی اولیه هر یونیورس که توسط برخی از ویژگی‌های یونیورس قبلا توضیح داده شده است.‌‌

یا ممکن است یک چرخه واحد، و یک جهان تکرار شونده وجود داشته باشد، که آغاز آن چرخه با برخی ویژگی های پایان خودش توضیح داده شود. دو رویکرد اخیر از نیاز به هرگونه رویداد بی علت اجتناب می کنند - و این به آنها جذابیت متمایز می دهد. هیچ چیز توسط فیزیک بدون توضیح باقی نمی ماند.

پنروز دنباله‌ای از چرخه‌های بی‌پایان جدید را به دلایلی که تا حدی به تفسیر ترجیحی او از نظریه کوانتوم مرتبط است، متصور است. در مکانیک کوانتومی، یک سیستم فیزیکی در برهم نهی بسیاری از حالت‌های مختلف به طور همزمان وجود دارد و زمانی که آن را اندازه‌گیری می‌کنیم، فقط یکی را به‌طور تصادفی انتخاب می‌کند. برای پنروز، هر چرخه شامل رویدادهای کوانتومی تصادفی است که به روش متفاوتی رخ می دهند - به این معنی که هر چرخه با چرخه های قبل و بعد از آن متفاوت است. این در واقع خبر خوبی برای فیزیکدانان تجربی است، زیرا ممکن است به ما این امکان را بدهد که نگاهی اجمالی به یونیورس قدیمی داشته باشیم که از طریق ردپاهای ضعیف یا ناهنجاری ها در تابش باقی مانده از بیگ بنگ که توسط ماهواره پلانک دیده می شود، به وجود آمده است.

پنروز و همکارانش بر این باورند که ممکن است قبلاً این اثرات را مشاهده کرده باشند و الگوهایی را در داده‌های پلانک به تابش سیاهچاله‌های کلانجرم در یونیورس قبلی نسبت می‌دهند. با این حال، مشاهدات ادعا شده آنها توسط فیزیکدانان دیگر به چالش کشیده شده است و هیئت منصفه همچنان مخالف است.

چرخه های جدید بی پایان کلید چشم انداز خود پنروز هستند. اما یک راه طبیعی برای تبدیل کیهان‌شناسی چرخه‌ای کانفورمال از شکل چند چرخه به یک چرخه وجود دارد. سپس فیزیکال رئالیتی شامل یک چرخش منفرد از طریق بیگ بنگ به یک حالت حداکثر خالی در آینده دور است - و سپس دوباره به همان بیگ بنگ، که دوباره همان یونیورس را ایجاد می کند.
این احتمال اخیر با تفسیر دیگری از مکانیک کوانتومی که تفسیر جهان های متعدد نامیده می شود، سازگار است. تعبیر جهان های متعدد به ما می گوید که هر بار که سیستمی را اندازه گیری می کنیم که در برهم نهی قرار دارد، این اندازه گیری به طور تصادفی حالتی را انتخاب نمی کند. در عوض، نتیجه اندازه‌گیری که می‌بینیم تنها یک احتمال است - همانی که در جهان خودمان به نمایش در می‌آید. نتایج اندازه‌گیری‌های دیگر همگی در جهان‌های دیگر در یک چندجهانی انجام می‌شوند که عملاً از جهان ما جدا شده‌اند. بنابراین، هر چقدر هم که احتمال وقوع چیزی کم باشد، اگر شانسی غیر صفر داشته باشد، که در یک جهان موازی کوانتومی رخ می دهد. افرادی مانند شما در جهان‌های دیگر هستند که برنده لاتاری شده‌اند، یا توسط یک طوفان عجیب به ابرها کشیده شده‌اند، یا خود به خود آتش گرفته‌اند، یا هر سه را به طور همزمان انجام داده‌اند.
بیگ بنگ ما ممکن است تولد دوباره یک مولتی‌ورس کوانتومی منفرد باشد که شامل بی‌نهایت جهان‌های مختلف است که همه با هم رویداد می‌پذیرند.
برخی از مردم بر این باورند که چنین جهان‌های موازی ممکن است در داده‌های کیهان‌شناسی نیز قابل مشاهده باشند، به‌عنوان اثری که در اثر برخورد جهان دیگری با جهان ما ایجاد می‌شود.
نظریه کوانتومی جهان‌های متعدد، پیچش جدیدی در کیهان‌شناسی چرخه‌ای کانفورمال می‌دهد، هرچند که پنروز با آن موافق نیست. بیگ بنگ ما ممکن است تولد دوباره یک مولتی‌ورس کوانتومی واحد باشد که شامل بی نهایت جهان های مختلف است که همه با هم رخ می دهند. همه چیز ممکن اتفاق می افتد - سپس دوباره و دوباره و دوباره اتفاق می افتد.

🆔 @phys_Q

برخی نظریه‌ها حاکی از آن است که قبل از اینکه یونیورس مان وجود داشته باشد، دیگرانی وجود داشته‌اند که به صورت دوره‌ای   به وجود می‌آمدند .

‏⁧ سه تن از «بچه‌های ایران» و از معترضان اعتراضات اخیر به وسیله اعدام کشته‌شدند.

#صالح_میرهاشمی⁩
‏⁧ #مجيد_كاظمى⁩
‏⁧ #سعید_یعقوبی⁩
اعدام شدند .
#مهسا_امینی
#خانه_اصفهان

🟣 How Our Reality May Be a Sum of All Possible Realities

انتگرال مسیر، که در سال 1948 توسط ریچارد فاینمن ابداع شد، با جمع کردن دامنه های کوانتومی آشفته با نادید گرفتن بی اهمیت ها ، به نتایجی می رسد که فراتر از هر اختلاف نظری ست ( جای چانه زنی ندارد) . ین چین اونگ، ریاضیدانی که فیزیکدان شده است، گفت: " این [ path integral ] مانند black magic است.
انتگرال مسیر بجای در نظر گرفتن تکامل لحظه به لحظه برای پارتیکل ، یک هیستوری کلّی برای آن در نظر میگیرد . اما چگونه می‌توان تعداد بی‌نهایت مسیر منحنی را به یک خط مستقیم اضافه کرد؟ هر مسیری را که طی می کنید، کنش  آن را محاسبه می‌کنید (زمان و انرژی لازم برای پیمودن مسیر)، و از آن عددی به نام دامنه بدست آورید که به شما می گوید چقدر احتمال دارد یک ذره آن مسیر را طی کند. سپس تمام دامنه‌ها را جمع می‌کنید تا دامنه کل ذره‌ای که از اینجا به آنجا می‌رود را به دست آورید - این یعنی انتگرالی از همه مسیرها.
قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/9424
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/9462
قسمت سوم
https://t.me/phys_Q/9466
قسمت چهارم
https://t.me/phys_Q/9469
#پیوست
https://t.me/phys_Q/9470

‍ 🟣قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشت؟
توسط آلستر ویلسون - bbc
قسمت پنجم و پایانی

✦ یک اسطوره باستانی

برای یک فیلسوف علم، دیدگاه پنروز جذاب است. فرصت‌های جدیدی را برای توضیح بیگ بنگ باز می‌کند و توضیحات ما را فراتر از علت و معلول رایج می‌برد. بنابراین این یک مورد آزمایشی عالی برای کاوش روش های مختلف فیزیک است که می تواند دنیای ما را توضیح دهد. سزاوار توجه بیشتر فیلسوفان است.

برای یک عاشق اسطوره، دید پنروز زیباست. در فرم ترجیحی چند چرخه پنروز، نوید دنیاهای بی پایان جدیدی را می دهد که از خاکستر اجدادشان متولد شده اند. در فرم تک چرخه‌ای خودش ، باز فراخوانشی مدرن و قابل‌توجه از ایده باستانی اوروبورو یا مار جهان است. در اساطیر اسکاندیناوی، مار یورمونگاندر فرزند لوکی، فریبکار باهوش و آنگربودا غول پیکر است. یورمونگاندر دم خود را می بلعد و دایره ایجاد شده تعادل جهان را حفظ می کند. اما افسانه اوروبوروس در سراسر جهان - از جمله در مصر باستان - ثبت شده است.

اوروبوروس یک یونیورس چرخه‌ای واقعاً باشکوه است. در درون شکم ش، یونیورس  خودمان، و همچنین هر یک از یونیورس های آلترناتیو ِ ممکن و عجیب و شگفت‌انگیز وجود دارد که توسط فیزیک کوانتومی مجاز  شده اند - و در نقطه‌ای که سرش به دمش برخورد می‌کند، کاملاً خالی است و در عین حال با انرژی در دماهای حدود صد هزار میلیون میلیارد تریلیون درجه سانتیگراد.

* آلستر ویلسون استاد فلسفه در دانشگاه بیرمنگام است‌‌

🆔 @phys_Q

🟣قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشت؟
توسط آلستر ویلسون - bbc

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/9888
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/9893
قسمت سوم
https://t.me/phys_Q/9899
قسمت چهارم
https://t.me/phys_Q/9904
قسمت پنجم
https://t.me/phys_Q/9910

Reference:
https://www.bbc.com/future/article/20220105-what-existed-before-the-big-bang

🟣 نور موج است یا ذره؟Wave particle duality

✦ ماهیت نور همواره برای بشر سؤال برانگیز بوده است. برخی از ذهن‌های درخشان بشر چه از دانشمندان مسلمانی چون ابن هیثم و چه متفکران مشهوری چون نیوتن و اینشتین درباره ماهیت نور بحث کرده‌اند و نظریه‌هایی ارائه داده‌اند.
.
برای اینکه بینشی درباره دوگانه موج ذره داشته باشید ، موج را ترکیبی از حالت های مختلفی در نظر بگیرید که ذره یکی از آن حالت هاست با این وجود ذره نه ، موج آبجکت بنیادین یونیورس ماست که تابع موج شرودینگر دانش ذهنی ما از آن است . موج می تواند با خودش تداخل کند و همزمان از دو شکاف عبور کند و هنگام اندازه گیری به یک حالت فروبکاهد .
آگاهی ابدا وارد آزمایش نمی شود و بحث تنها بر دستگاه و آزمایش تمرکز دارد . یک الکترون دارای کمترین نوسان در یک نقطه از فضا ساکن است و زمان برای ذره ساکن قابل تعریف نیست . اما به محض اعمال انرژی به این ذره ، به حرکت در آمده و دریایی ذره دیگر گسیل می کند و آشفتگی را در یک ناحیه از فضازمان پخش می کند . و اساسا تکامل در زمان با حرکت و جابجایی برای ذره و تابع موج تعریف می گردد .

🆔 @phys_Q

همایون شجریان - خداوندان اسرار

🆔 @phys_Q

"آزادی یعنی رویارویی با موقعیت ها که شما به میل خود در آن قرار گرفته و مسئولیت کامل آنها را بر عهده گرفته اید."
-ژان پل سارتر

" هیچ بردگی ناامیدکننده تر از بردگی آن بردگانی که خود را از قید و بند آزاد می دانند ، نیست.”
- یوهان ولفگانگ گوته - 1749-1832]

در بندگی به من خدمت می کنی و بعد شکایت می کنی که من به تو علاقه ای ندارم: چه کسی به یک برده علاقه مند می شود؟
-جورج برنارد شاو

کسی که ذاتاً به خودش تعلق ندارد، بلکه به دیگری تعلق دارد و در عین حال انسان است، برده است.
- ارسطو

برای تبدیل شدن به یک انسان آزاد... باید یک برده را قطره قطره از خود بیرون برانید.
-چخوف آنتون پاولوویچ

بزرگترین بردگی هنگامی ست که آزاد نیستی که خود را آزاد بدانی.
-یوهان ولفگانگ فون گوته

عادت با بردگی سازگار است .
-فیثاغورث ساموسی

آزادی در جهنم بهتر از بردگی در بهشت ​​است.
- آناتول فرانس

مرگ زیباست - درحالیکه برده بودن شرم آور است.
- پابلیوس

کسی که می تواند به تنهایی پیگیر سعادت مندی باشد یک انسان واقعی ست. اگر خوشبختی شما به دیگران بستگی دارد، شما برده هستید، آزاد نیستید، در اسارت هستید.
-چاندرا موهان راجنیش

در یک دولت توتالیتر، یک گروه قدرتمند از روسای سیاسی و ارتشی از مدیران تابع آنها بر جمعیتی از بردگان حکومت خواهند کرد که نیازی به اجبار ندارند، زیرا آنها بردگی خود را دوست دارند.
-آلدوس هاکسلی

خشونت اولین بردگان را آفرید، بزدلی آنها را جاودانه کرد.
-جی.جی روسو

هیچ بردگی شرم آورتر از بردگی داوطلبانه نیست.
-سنکا
برده راضی به مقامش، برده مضاعف است، زیرا نه تنها جسمش در بندگی است، بلکه روحش نیز در بندگی است.
-ای. برک

همه ما در برابر کرامت انسانی خویش مسئولیم . این نیاز است که برای انسان حق ایجاد می کند ، صرف نظر از حقوق برای نیاز ها ، تناقضی بی شرمانه است .
-ناشناس

موفق باشید

🟣 از فیزیک می آموزیم :

واقعیت عینی objective reality  وابسته به استعداد های ادراکی ماست . حقیقت ِ پنهانی برای یونیورس وجود دارد که در نهایت وظیفه کشف و توصیف آن بر دوش فیزیک مدرن خواهد بود .
مکانیک کوانتومی تنها یکی از لایه های آن است که انرژی در آن بصورت گسسته با ثابت انرژی پلانک کوانتیزه شده است و رویداد های آن ناتعیین گرا indeterministic و ناموضع Non localistic هستند  و در محافظه کار ترین روایت با تفسیر کپنهاگ بیان می شود .
در فیزیک کلاسیک ، رویداد ها پیوسته و تعیین گرا و موضع deterministic & localistic هستند .
اکنون تئوری ِ ریاضیاتی در دست داریم که نخست یک فضای هایپربولیک 2D متشکل از پیکسل های اطلاعات را توصیف می کند، که فضای آنتای دی سیتر AdS نام دارد و دارای انحنای منفی ست . پس یک نوع از تئوری میدان کوانتومی بدون مقیاس CFT را در هم خوانی Correspondency با این فضا در مرز در دوردست این فضا قرار می دهد که بتواند تئوری پارتیکلی را ارائه دهد .

در این دستگاه یک یونیورس اسباب بازی داریم که صرف نظر فرضیه بودن ، از لحاظ ریاضیاتی کار می کند.

🆔 @phys_Q

🟣 فضا، زمان و گرانش از کجا می آیند؟
استیون استروگاتز / قسمت دهم
#پادکست the joy of why


و این معادلات در سال 1917 توسط ویلم دی سیتر، اخترفیزیکدان هلندی حل شد. بنابراین، اگر مقدار انرژی مثبتی در فضای خالی داشته باشید، یک راه حل کاسمولوژیکال به نام فضای دی سیتر دریافت می کنید. و این اساساً سازگار با یونیورس واقعی و در حال تکامل ماست، همانطور که ما انبساط می‌دهیم و کهکشان‌ها بیشتر و بیشتر دورتر می‌شوند.

اگر فقط علامت را عوض کنید تا انرژی خلاء مقدار منفی داشته باشد، مجاز به انجام آن هستید، به آن فضای آنتی دی سیتر می گویند. این فقط یک معکوس سازی علامت در ریاضیات است. و خبر خوب این است که این فضای آنتی دی سیتر - باز هم، یک فضای خالص است - با وجود همه چیزهایی که به شما کمک می کنند ، این دنیا شبیه دنیای واقعی نیست. نه تنها خالی است، بلکه انرژی خلاء به جای مثبت، منفی است. این یک چیز کاملاً آزمایشی فکری است. اما چیزی که مالداسینا نشان داد این است که گرانش، گرانش کوانتومی، نظریه ریسمان که او به طور خاص به آن فکر می کرد، در فضای آنتی دی سیتر می تواند به نظریه ای از نظریه میدان کوانتومی بدون گرانش مرتبط باشد، که شما می توانید آن را در مرز بی نهایت دور دست تصور کنید- گرانش در این مرز بی نهایت دور عمل می کند .

بنابراین اگر مرزی برای فضای آنتی دی سیتر بی نهایت دور وجود داشته باشد، با یک بعد کمتر است. چون می دانید که به نوعی شبیه افق رویداد یک سیاهچاله است، که در اطراف فضای آنتی دی سیتر پیچیده شده و فضا-زمانی تخت ایجاد می کند که در آنجا گرانش وجود ندارد، شما می توانید نظریه میدان کوانتومی را بر روی آن تعریف کنید، هیچ مسئله مفهومی با کوانتیزه کردن آن ندارید. این یک نظریه میدان کوانتومی خوب قدیمی و کاملاً تعریف شده است. و مالداسینا استدلال کرد که این همان نظریه گرانش کوانتومی در فضای درونی است، در چیزی که ما آن را قسمت عمده فضای آنتی دی سیتر می نامیم. بین این دو نظریه رابطه ای وجود دارد که همخوانی one-to-one correspondence یک به یک است. و اثبات آن دشوار است. اما شواهد زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد درست است.

و سپس، متعاقب آن، افرادی مانند مارک ون رامسدونک و برایان سوینگل و دیگران به این نکته اشاره کردند که اگر نظریه را در مرز، نظریه ای که ما می فهمیم، نظریه میدان کوانتومی بدون گرانش، را در نظر بگیرید ،و اگر مقدار درهم تنیدگی را بین بخشهای مختلف نظریه میدان کوانتومی روی مرز تغییر دهید یا بچرخانید، هندسه فضای آنتی دی سیتر در درون را پاسخ می گیرید که در پاسخ به آن تغییر می کند. به نوعی، هندسه آن فضای آنتی دی سیتر که از نظر هولوگرافیک ایمرج می شود، به میزان درهم تنیدگی روی مرز بسیار حساس است. بنابراین این معنایی است که در این مورد، هندسه از درهم تنیدگی ایمرج میشود .

بنابراین، برای مقایسه آن با کاری که انجام می دهم، من در فضای آنتی دی سیتر نیستم. من اینجا روی زمین هستم، هم به معنای واقعی کلمه و هم از لحاظ مفهومی. من در حدی limit هستم که فضا-زمان تقریباً تخت flat است، درست، جایی که گرانش ضعیف است. مانند منظومه شمسی، با وجود اینکه خورشید بسیار بزرگ است، گرانش هنوز ضعیف است، به هیچ وجه به سیاهچاله بودن نزدیک نیست. بنابراین هولوگرافی وجود ندارد، همه چیز بسیار کاملا لوکال است، همانطور که قبلاً در مورد آن صحبت کردیم، همه چیز دقیقاً در کنار یکدیگر، اینجا در فضا، با چیزهای دیگر برخورد می کند.

حد limit هولوگرافیک، نوعی مخالفت است. هولوگرافی در جایی شروع می شود که گرانش قوی است، جایی که شما یا سیاهچاله دارید یا افق کیهانی یا چیزی شبیه به آن ، و این زمانی است که اطلاعات در یک بعد کمتر به نظر می رسند. آنچه شما در تئوری کامل نیاز دارید، هر دو مطالب بالا در یک تئوری و به یکباره است که کسی در دست ندارد.

تعداد زیادی از افراد روی AdS/CFT کار می کنند. CFT زیرا نوع خاصی از تئوری میدانی که در مرز دارید، نظریه میدان کانفورمال نامیده می شود. بنابراین C-F-T، نظریه میدان کانفورمال است. پس، تعداد زیادی از افراد روی آن کار می کنند. و این سرگرم کننده است، و به خوبی تعریف شده است، ریاضیات زیادی وجود دارد، فیزیک زیادی وجود دارد، اشتغال کامل، در حالی که کاری که من انجام می دهم بسیار کمتر تعریف شده است، زیرا ما این مرز مشخص را نداریم. همه چیز شامل گرانش نیست و بنابراین شما می توانید تمام معادلات خود را حل کنید.‌‌

🆔 @phys_Q

🟣 اصل هولوگرافیک holographic principle


پارت اول
https://t.me/phys_Q/4968
پارت دوم
https://t.me/phys_Q/4974
پارت سوم
https://t.me/phys_Q/4985
پارت چهارم
https://t.me/phys_Q/4994
پارت پنجم
https://t.me/phys_Q/5003
پارت ششم
https://t.me/phys_Q/5011
پارت هفتم
https://t.me/phys_Q/5026
هشتم
https://t.me/phys_Q/5036
نهم
https://t.me/phys_Q/5046
دهم
https://t.me/phys_Q/5052
یازدهم و پایانی
https://t.me/phys_Q/5061


🔺هولوگرافیک و گرانش کوانتومی
https://t.me/phys_Q/5006
🔺پارادوکس اطلاعات
https://t.me/phys_Q/5034
🔺ایده ی جهان هولوگرافیک
https://t.me/phys_Q/5035

‍ 🟣چگونه شیطان ماکسوِل به شگفت زده کردن دانشمندان ادامه می دهد
نوشته جاناتان اوکالاگان
قسمت نخست

آزمایش فکری دشواری به  آزمایشی واقعی تبدیل شده است - آزمایشی که فیزیکدانان از آن برای بررسی فیزیک اطلاعات استفاده می کنند.‌‌

یونیورس روی بی نظمی شرط بسته است . برای مثال تصور کنید یک قطره رنگ قرمز را در یک استخر شنا بیندازید. همه این مولکول های رنگ به آرامی در سراسر آب پخش می شوند. فیزیکدانان این تمایل به پخش شدن را با شمارش روش‌ها و آرایش های ممکن برای چیدمان مولکول‌های رنگ تعیین می‌کنند. یک حالت ممکن وجود دارد که در آن مولکول ها در قطره جمع می شوند. مکان دیگری وجود دارد که، مثلاً، مولکول ها در یک توده مرتب در کف استخر قرار می گیرند. اما میلیاردها جایگشت غیرقابل شمارش وجود دارد که در آن مولکول ها به روش های مختلف در سراسر آب پخش می شوند. اگر یونیورس از بین تمام حالت‌های ممکن به‌طور تصادفی انتخاب می کرد ، می‌توانید شرط ببندید که در نهایت با یک حالت از مجموعه وسیعی از احتمالات بی‌نظم مواجه خواهد شد.
به این ترتیب، افزایش  اجتناب ناپذیر آنتروپی، یا بی نظمی، به شیوه ای که توسط قانون دوم ترمودینامیک کوانتیزه می شود، یک قطعیت تقریباً ریاضی به خود می گیرد. در نتیجه مطمئناً فیزیکدانان دائماً در تلاش برای نقض آن هستند.

در آزمایش فکری، ماکسول تصور کرد که یک اتاق پر از گاز را با ساختن دیواری با یک در کوچک به دو قسمت تقسیم  کند. مانند همه گازها، این گاز نیز از ذرات منحصربفرد  ساخته شده است. سرعت متوسط ​​ذرات با دمای گاز مطابقت دارد -  سریعتر گرمتر است. اما در هر زمان معین، برخی از ذرات کندتر از سایرین حرکت می کنند.
ماکسول پیشنهاد کرد، اگر یک موجود خیالی کوچک -  که بعداً شیطان یا دیو demon  نامیده شد - دم در بنشیند، چه می‌شود. هر بار که ذره‌ای را می‌دید که از سمت چپ به سرعت در حال حرکت است، در را باز می‌کرد و به محفظه سمت راست می‌رفت. و هر بار که یک ذره با حرکت آهسته از سمت راست نزدیک می شد، دیو آن را به محفظه سمت چپ راه می داد.

پس از مدتی، محفظه سمت چپ پر از ذرات آرام و سرد می شود و محفظه سمت راست داغ می شود. به نظر می رسد که این سیستم تفکیک شده منظم تر رشد می کند، نه کمتر، زیرا دو محفظه قابل تشخیص دارای نظم بیشتری نسبت به دو محفظه یکسان هستند. ماکسول سیستمی ایجاد کرده بود که به نظر می رسید با ظهور آنتروپی و در نتیجه قوانین یونیورس مخالفت می کند.
لایا دلگادو کالیکو، فیزیکدان در کالج کینگ لندن، می‌گوید: «او سعی کرد سیستمی را بیان کند که در آن آنتروپی کاهش می‌یابد. "این یک پارادوکس است."
- نظم order و بی نظمی disorder  است که با این تفکیک شیطان ماکسول سیستم منظم تر شده است.

دو پیشرفت برای حل معمای شیطان ماکسول بسیار مهم است. اولین مورد توسط ریاضیدان آمریکایی کلود شانون بود که به عنوان بنیانگذار نظریه اطلاعات شناخته می شود. در سال 1948، شانون نشان داد که محتوای اطلاعاتی یک پیام را می توان با چیزی که آنتروپی اطلاعات نامید، کوانتیفای کرد. تاکاهیرو ساگاوا، فیزیکدان دانشگاه توکیو، می‌گوید: " در قرن نوزدهم، هیچ‌کس از اطلاعات اطلاع نداشت. درک مدرن از شیطان ماکسول توسط کار شانون ایجاد شد."
دومین قطعه حیاتی پازل اصل پاک سازی erasure  بود. در سال 1961، رولف لاندوئر، فیزیکدان آلمانی آمریکایی نشان داد که هر محاسبات منطقی برگشت ناپذیر، مانند پاک کردن اطلاعات از حافظه، منجر به حداقل مقدار غیر صفر کار تبدیل به گرمای تخلیه شده به محیط و افزایش متناظر آنتروپی می شود. اصل پاک کردن لاندوئر یک پیوند وسوسه انگیز بین اطلاعات و ترمودینامیک ایجاد کرد. او بعداً اعلام کرد:

"اطلاعات فیزیکی هستند"

🆔 @phys_Q

🟣چگونه شیطان ماکسوِل به شگفت زده کردن دانشمندان ادامه می دهد

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/9918
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/9920

Source:
https://www.quantamagazine.org/how-maxwells-demon-continues-to-startle-scientists-20210422/

‍ 🟣چگونه شیطان ماکسوِل به شگفت زده کردن دانشمندان ادامه می دهد
نوشته جاناتان اوکالاگان
قسمت دوم

در سال 1982، فیزیکدان آمریکایی، چارلز بنت، قطعات پازل را کنار هم گذاشت. او متوجه شد که شیطان ماکسول در هسته یک ماشین پردازش اطلاعات است: برای تصمیم گیری در مورد باز و بسته کردن در، نیاز به ثبت و ذخیره اطلاعات مربوط به ذرات جداگانه دارد. به طور دوره ای باید این اطلاعات را پاک کرد. با توجه به اصل پاک سازی لاندوئر، افزایش آنتروپی از پاک شدن بیش از کاهش آنتروپی ناشی از مرتب‌سازی ذرات را جبران می‌کند. گونزالو مانزانو، فیزیکدان مؤسسه اپتیک کوانتومی و اطلاعات کوانتومی در وین، گفت: "باید هزینه پرداخت کنید. نیاز شیطان به باز کردن فضا برای اطلاعات بیشتر به طور اجتناب ناپذیری منجر به افزایش خالص بی نظمی شد."

سپس در قرن بیست و یکم، با حل آزمایش فکری، آزمایش های واقعی آغاز شد. ساگاوا گفت: "مهمترین پیشرفت این است که ما اکنون می توانیم شیطان ماکسول را در آزمایشگاه ها درک کنیم."
در سال 2007، دانشمندان از دروازه‌ای با انرژی نور light powered gate  برای نشان دادن ایده شیطان ماکسول در عمل استفاده کردند. در سال 2010، تیم دیگری راهی برای استفاده از انرژی تولید شده توسط اطلاعات ِ شیطان ابداع کرد تا ما را متقاعد کند آب سربالایی می رود . و در سال 2016 دانشمندان ایده شیطان  ماکسول را روی دو محفظه که حاوی گاز نه  بلکه نور بودند، اعمال کردند.

ولاتکو ودرال، فیزیکدان دانشگاه آکسفورد و یکی از نویسندگان همکار این مطالعه گفت: "ما نقش ماده و نور را تغییر دادیم. محققان در نهایت توانستند یک باتری بسیار کوچک را شارژ کنند."

دیگران تعجب کردند که آیا ممکن است راه‌های کم‌تری برای استفاده از اطلاعات برای استخراج کار مفید از یک سیستم مشابه وجود داشته باشد. و به نظر می‌رسد پژوهشی که در فوریه در Physical Review Letters منتشر شد راهی برای انجام این کار پیدا کرده است. این کار شیطان را به یک قمارباز تبدیل می کند.‌‌

تیم به رهبری مانزانو در این فکر بود که آیا راهی برای پیاده‌سازی چیزی مانند شیطان ماکسول وجود دارد، اما بدون نیاز به اطلاعات. آنها مانند قبل یک سیستم دو محفظه با درب را تصور کردند. اما در این حالت درب  خود به خود باز و بسته می شد. گاهی اوقات ذرات به طور تصادفی خود را به بخش های گرمتر و سردتر تقسیم می کنند. شیطان فقط می توانست این روند را تماشا کند و تصمیم بگیرد که چه زمانی سیستم را خاموش کند. در تئوری، این فرآیند می‌تواند یک عدم تعادل دما و در نتیجه یک موتور گرمایی کاربردی - اگر شیطان پیرامون زمان پایان آزمایش و قفل کردن هرگونه عدم تعادل گرمایی temperature imbalance در یک جا ، باهوش عمل کند، همان‌طور که یک قمارباز هوشمند در یک قماربازی می‌داند چه زمانی باید میز را ترک می کند - ایجاد کرد.  ادگار رولدان، فیزیکدان مرکز بین‌المللی فیزیک نظری در ایتالیا که یکی از نویسندگان این مطالعه بود، می‌گوید: «می‌توانید تمام شب را روی میز رولت بازی کنید، یا اگر ۱۰۰ دلار برنده شدید و خارج شوید. ما می گوییم که برای استخراج کنش در قانون دوم به دستگاه پیچیده ای مانند شیطان ماکسول نیاز نداریم.  محققان سپس چنین شیطان قماربازی را در یک دستگاه نانوالکترونیکی پیاده‌سازی کردند تا نشان دهند که امکان‌پذیر است.

ایده‌هایی مانند این می‌توانند در طراحی سیستم‌های حرارتی کارآمدتر، مانند یخچال‌ها، یا حتی در توسعه تراشه‌های رایانه‌ای پیشرفته‌تر، که ممکن است به یک حد بنیادین fundamental limit  که توسط اصل لاندوئر دیکته شده است، نزدیک شوند، مفید باشند.
با این حال، در حال حاضر، قوانین یونیورس ما ایمن safe هستند، حتی زمانی که در سختگیرانه ترین نظارت ها قرار می گیرند. و آنچه تغییر کرده است، درک ما از اطلاعات در یونیورس است، و همراه با آن، قدردانی ما از شیطان ماکسول، ابتدا یک پارادوکس دردسرساز، و اکنون یک مفهوم ارزشمند - مفهومی که به روشن شدن پیوند قابل توجه بین دنیای فیزیکی و اطلاعات کمک کرده است.

🆔 @phys_Q

🟣 فضا، زمان و گرانش از کجا می آیند؟
استیون استروگاتز / قسمت یازدهم
#پادکست the joy of why


اما، می دانید، من فکر می کنم که در پایان به هر دو نیاز خواهید داشت. و فکر می کنم که رویکرد AdS/CFT در عمل آنچه را که در منظومه شمسی می گذرد به خوبی روشن نمی کند. و آنچه را که از نظر کیهان شناسی در جریان است به خوبی روشن می کند. بنابراین من فکر می‌کنم که آنها روش‌های سازگاری برای حل مسئله از رویکردهای مختلف هستند.

استروگاتز : می دانید، خوشحالم که به فون رامسدونک و سوئینگل اشاره کردید، زیرا این مسئله مهم دیگریست ، منظورم «فضا»ی ِ فضا-زمان ایمرجنت هست . با نگاه کردن به آینده و این ایده‌های فضا-زمان ایمرجنت، آیا فکر می‌کنید بر مدل‌های فعلی ما در فیزیک تأثیر خواهند داشت؟

کارول : خب، من فکر می‌کنم که هنوز، مطمئناً، فقط جهت درک پیشنهاد، کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد، درست است؟ منظورم این است که واقعاً از این ایده‌های ناقص درباره درهم تنیدگی و هندسه ایمرجنت به یک نظریه کامل مانند:

اوه، به همین دلیل است که چیزها سه بعد فضا دارند. این همان قوانین فیزیک است که در وهله اول اجازه می دهد این اتفاق بیفتد، و غیره. و بنابراین، کارهای اساسی بسیار زیادی باقی مانده است که باید انجام شود. چیز ایده آل، چیز عجیبی که شگفت انگیز خواهد بود، انجام یک پیش بینی تجربی از همه اینها است.

و تصور امکان دستیابی به آن ، چندان عجیب نیست. به دلیل زیر: می دانید، به همان چیزی که گفتیم در مورد اینکه فضا و زمان کاملاً برابر نیستند برمی گردد. ما از آنها به روش های مختلف استفاده می کنیم. بنابراین اصطلاح تکنیکال برای این موضوع این است که ما تغییر ناپذیری یا ناوردایی لورنتس را نقض می کنیم. این تقارن است که توسط لورنتز، فیزیکدان معروف هلندی، دوست اینشتین، ارائه شده است که می گوید مهم نیست چگونه به فضا و زمان نگاه می کنید، دیدگاه همه برابر است.
این کاملاً درست نیست، از دیدگاه ما.
و ممکنه درست نباشه بنابراین، این امکان وجود دارد که یک پیش‌بینی تجربی برای نقض ناچیز تغییرپذیری لورنتس وجود داشته باشد. و این ممکن است در نحوه انتشار فوتون ها در سراسر جهان یا چیزی شبیه به آن، یا آزمایش های تجربی بسیار ظریف و دقیقی که می توانیم اینجا روی زمین انجام دهیم، نشان داده شود. ما نمی دانیم. من هنوز آن پیش بینی را برای شما ندارم. اما من فکر می کنم این چیزی است که در این چارچوب قابل قبول است.
استروگاتز : این یک ایده جاه طلبانه است. از آنجا که بسیاری از مردم به تغییر ناپذیری لورنتس، اساساً، این اصل نسبیت، که بسیار جدی گرفته شده است، به عنوان یک اصل غیرقابل نقض عمیق در فیزیک فکر می کنند، و شما می گویید که ممکن است خود یک تقریب شبیه به ایمرجنت باشد. این تقریباً شبیه یک تقارن کاذب است که از نگاه به نظریه ایمرجنتال به جای نظریه بنیادی ناشی می شود.

کارول : بله، دقیقاً درست است. و دوباره، شاید، همانطور که هر دو گفته ایم. این یک سوال با احتمال کم و تاثیر زیاد برای پرسیدن است. بنابراین من فکر می کنم - ارزش دارد که مقداری از وقت خود را صرف چنین سؤالاتی کنید.
استروگاتز : من احساس می‌کنم که شما فردی بسیار شجاع و سخاوتمند در به اشتراک گذاشتن این گمانه‌زنی‌ها با ما بوده‌اید. منظورم این است که شما در مورد ماهیت تجربی علم بسیار صادق بوده اید، که برای همه ما که واقعاً علم و ریاضی انجام می دهیم، می دانیم که واقعاً اینگونه است. اما فکر می‌کنم خوب است، برای شنوندگان ما درک جایگاه تجربه و آزمایش در علم بسیار مفید باشد.
کارول : خوب، من هم همین فکر را می‌کنم و، می‌دانید، فکر می‌کنم که یک مکتب فکری وجود دارد که می‌گوید دانشمندان تا زمانی که نتایج شان به طور کامل تثبیت و داوری نشده باشند ، نباید درباره آنها صحبت کنند ، درست. و نه تنها فکر می‌کنم این غیرقابل قبول است، زیرا حتی نتایجی که داوری و منتشر می‌شوند نیز می‌توانند اشتباه باشند، فکر می‌کنم با روح علم در تضاد است، می‌دانید، و می‌خواهم تاکید کنم که علم فقط یک مجموعه از نتایجی که از بالا به دست می‌آیند- نیست ، این یک فرآیند است. ممکن است اشتباه کنیم ما در حال ساختن فرضیه‌ها و حدس‌ها هستیم و می‌خواهیم بفهمیم که آیا آنها کار می‌کنند یا خیر. و این یک اشکال نیست، یک ویژگی است. این چگونگی عملکرد علم است .

🆔 @phys_Q

🟣 فضا، زمان و گرانش از کجا می آیند؟
استیون استروگاتز

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/9863
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/9866
قسمت سوم
https://t.me/phys_Q/9867
قسمت چهارم
https://t.me/phys_Q/9869
قسمت پنجم
https://t.me/phys_Q/9871
قسمت ششم
https://t.me/phys_Q/9872
قسمت هفتم
https://t.me/phys_Q/9874
قسمت هشتم
https://t.me/phys_Q/9875
قسمت نهم
https://t.me/phys_Q/9887
قسمت دهم
https://t.me/phys_Q/9916
قسمت یازدهم
https://t.me/phys_Q/9921
قسمت دوازدهم
Reference:
https://www.quantamagazine.org/where-do-space-time-and-gravity-come-from-20220504/

🟣 هایزنبرگ ، شرودینگر ، دیراک


‍ دیراک هنگام مکتوب کردن قوانین کلی مکانیک کوانتومی در همه‌ی سیستم ها ، ایده های مکانیک ماتریسی (هایزنبرگ) و مکانیک موجی (شرودینگر) را در یک قالب گنجاند . آنچه که مفاهیم ناسازگار تلقی می شد توسط دیراک معادل نشان داده شد.

استیون هاوکینگ می‌گوید:

"از سه بنیانگذار مکانیک کوانتومی مدرن، هایزنبرگ و شرودینگر می‌توانند ادعا کنند که اولین نگاه‌ها به این نظریه را داشته اند . اما دیراک بود که آنها را کنار هم گذاشت و کل تصویر را هویدا کرد."

چنین توصیفاتی از واقعیت تکامل ایده‌های کوانتومی، هیجان و درام و مقاومت در برابر ایده‌های جدید را حتی در میان کسانی که فعالانه آن‌ها را دنبال می‌کردند، نشان نمی‌دهد. مقالات این مجلد رنگ و بویی از زمان را می دهد. در 1929-1930 بود که دیراک به "ضرورت اجتناب ناپذیر" ضد ماده رسید. ذره گریزان با بار مثبت که باید با الکترون به‌عنوان ضد ماده آن مرتبط می‌شد، برای مدتی پروتون در نظر گرفته می‌شد، زیرا در آن روزها هیچ‌کس جرات نداشت یک ذره کاملاً جدید را فرض کند. دیراک بعداً خاطرنشان کرد: "من جرات نداشتم ذره جدیدی را در آن مرحله فرض کنم، زیرا همه در آن زمان مخالف ذرات جدید بود". اما در سال 1931، او به این نتیجه رسیده بود که ذره جدید باید فرض شود. "این نوع جدیدی از ذره است که برای فیزیک تجربی ناشناخته است و جرم و بار مخالف الکترون دارد. ممکن است چنین ذره ای را ضد الکترون (پوزیترون) بنامیم." دنبال کردن تئوری ذره کشف نشده به شجاعت دیراک نیاز داشت.

در همان زمان که موری گل مان از دیراک پرسید که چرا پوزیترون را فوراً پیش بینی نکرده است، پاسخ مشخص دیراک "بزدلی محض" بود. احتمالاً در فرآیندهای خلاقانه در چنین ابعاد فکری، جسارت ایده جدید در نهایت بر بزدلی ایجاد شده در مواجهه با افکار مسلط پیشی می گیرد.
دیراک خود بینشی از رویکرد خود به ایده‌های خلاقانه ارائه می‌کند: "... شرودینگر و من هر دو قدردانی بسیار زیادی از زیبایی ریاضی داشتیم، و این قدردانی از زیبایی ریاضی بر تمام کارهای ما مسلط بود. این یک نوع عمل ایمانی با ما بود که هر معادله‌ای که قوانین بنیادی طبیعت را توصیف می‌کند، باید زیبایی ریاضی زیادی در خود داشته باشد. این مانند یک دین با ما بود. برگزاری آن دین بسیار سودآوری بود و می‌توان آن را مبنای بسیاری از موفقیت‌های ما دانست.
منطقی بودن استدلال های دیراک و کوتاهی بیان او شاید به بهترین وجه در چیزی خلاصه می شود که به عنوان یکی از اصول او در کمبریج شناخته می شد: نباید یک جمله را قبل از اینکه بدانید چگونه آن را تمام کنید شروع کنید.

راجندرا پراساد‌‌

🆔 @phys_Q

🟣 Life: Modern physics can't explain it—but our new theory, which says time is fundamental, might‌‌

حیات : فیزیک مدرن نمی تواند آن را توضیح دهد - غیر از نظریه جدید ما، که می گوید زمان بنیادین است،  البته شاید!


نوروساینس ، ژنتیک ، بیولوژی و دیگر رشته های علوم زیستی ، پس از شیمی توسط فیزیک فتح خواهد شد ، شاید دور شاید نزدیک ! البته باید نظر محققین و متخصصین این حوزه را نیز شنید .

تئوری اسمبل یک بینش هولوگرافیک درباره آبجکت های بنیادین سازنده یونیورس و متعاقب آن حیات - که همگی با توصیف اطلاعات یا اینفورمیشن بیان می شوند- را در نظر می گیرد. که در کنار هم با افزایش پیچیدگی complexity ویژگی های بدیع و نوآورانه novelty و یونیک پدید می آیند که در بروز همگی این ویژگی ها ، زمان نقشی اساسی و البته بنیادین را ایفا می کند .

قسمت نخست
https://t.me/phys_Q/9740
قسمت دوم
https://t.me/phys_Q/9741
قسمت سوم
https://t.me/phys_Q/9746

Ref:
https://phys.org/news/2023-04-life-modern-physics-itbut-theory.html