ابعاد بالا تر

این مقاله ر اجع به ابعاد بالا تر با توضیح نسبتا ساده می باشد

 

دانلود

 

یکی از اصلی ترین ابزار آلات علمی تلسکوپ فضایی هابل از کار افتاد

یکی از اصلی ترین ابزار آلات علمی تلسکوپ فضایی هابل از کار افتاد .ارتباط با دوربین پیشرفته زمینه یابی هابل  (Advanced Camera for Surveys ) در حالی قطع شده است که به نظر میرسد شانسی برای احیا و راه اندازی مجدد آن وجود ندارد.

دوربین اصلی هابل در 27 ژانویه در حالت اطمینان قرار گرفت زیرا نیروی تغذیه ی ورودی در قسمت B پکیج های الکترونیکی از کار افتاد و تنها پکیج های پشتیبان نیروی لازم این دوربین را تامین می کردند اما مهندسین ناسا اعلام کردند که در 30 ژون سال 2006 این پشتیبان های الکترونیکی نیز از کار افتاده اند و دوربین اصلی هابل نیز در پی آن خاموش شده است .

با این حال هابل هنوز میتواند از دیگر ابزار خود استفاده  کند : دوربین عریض سیاره ای 2 (Wide Field Planetary Camera 2 ) ، دوربین مادون قرمز نزدیک (Near Infrared Camera ) ، طیف نگار چند شیئی (Multi-Object Spectrograph )  و سنسور هادی هابل از جمله ی این وسایل می باشند . اما دوربین پیشرفته ی هابل که خلق زیبا ترین تصاویر هابل بشمار می رود یکی از پرکاربرد ترین ابزارهای هابل مجسوب می شد .

این موضوع می توانند یکی از مهمترین قسمت های برنامه چهارم ناسا برای تعمیر هابل در سال 2008 باشد .

تصویر 256 مگاپیکسلی سحابی رتیل

رصدخانه جنوبی اروپا، تصویر 256مگاپیکسلی سحابی رتیل را منتشر کرد. 

سحابی رتیل (Tarantula) یکی از جذاب‌ترین اجرام آسمان برای بسیاری از منجمان آماتور و علاقه‌مندان به عکاسی نجومی است. اما اخترشناسان حرفه‌ای نیز به این سحابی علاقه وافری دارند. سحابی رتیل که مهم‌ترین عضو مجموعه 30-ماهی‌طلایی است، بزرگ‌ترین سحابی نشری آسمان شب و یک کارخانه ستاره‌سازی بسیار عظیم است که در فاصله 170هزار سال‌نوری زمین در صورت فلکی جنوبی ماهی‌طلایی (Dorado) قرار گرفته‌است. سحابی رتیل درواقع بخشی از قمر کهکشان راه‌شیری، ابر ماژلانی بزرگ است.

اندازه‌گیری‌های اخترشناسان نشان می‌دهد این سحابی بیش‌از نیم‌میلیون برابر جرم خورشید، گاز در بر دارد و در ساختاری پیچ‌درپیچ، پهناور و درخشان، برخی از سنگین‌ترین ستارگان شناخته‌شده را در خود جای داده است. این سحابی نام خود را از وضعیت درخشان‌ترین توده‌های گازی‌اش گرفته است که شبیه به پاهای بندبندی است که از بدن یک رتیل خارج شده‌اند. بدن رتیل را خوشه‌ای از ستارگان داغ به‌نام R136 تشکیل داده‌اند که ازقضا با نورافشانی خود، کل سحابی را روشن کرده‌اند. الحق که نام رتیل، بزرگ‌ترین عنکبوت زمین، برازنده این سحابی پهن‌پیکر است: پهنای این سحابی یک‌هزار سال‌نوری است و تا یک‌سوم درجه امتداد دارد که اندکی از ماه‌بدر کوچک‌تر است. اگر این سحابی در کهکشان خودمان قرار داشت، مثلا در فاصله سحابی جبار از زمین، (1500 سال‌نوری)، یک‌چهارم آسمان را می‌پوشاند و حتی در نور روز هم دیده می‌شد!

اما چرا بررسی مناطقی مانند 30-ماهی‌طلایی مهم است؟ اخترشناسان معتقدند که اغلب ستارگان عالم در پرورشگاه‌هایی بسیار بزرگ و ناآرام مانند منطقه 30-ماهی‌طلایی به‌وجود آمده‌اند، لذا از هر فرصتی استفاده می‌کنند تا سحابی رتیل را مطالعه کنند. زمستان گذشته، اخترشناسان رصدخانه جنوبی اروپا از دوربین تصویربردار زاویه‌باز مستقر روی تلسکوپ 2.2 متری MPG در لاسیای شیلی استفاده کردند تا همزمان با بررسی ابرهای تاریک این منطقه، نگاهی تازه و سراسری نیز به این رتیل و شبکه تارهای آسمانی‌اش بیاندازند. ابرهای تاریک، ابرهای بسیار عظیم از گاز و غبار هستند که میلیون‌ها برابر خورشید جرم دارند. این ابرها بسیار سردند، دمایشان معمولا از260- درجه سانتی‌گراد بیشتر نمی‌شود و بررسی آنها به‌دلیل دیواره‌های نفوذناپذیر غباری که اطرافشان را فرا گرفته، بسیار دشوار است. با این‌حال دانشمندان برای مطالعه این ابرهای تاریک دست به‌هرکاری می‌زنند، چراکه ستارگان در این زادگاه‌های یخ‌زده متولد می‌شوند.

اخترشناسان برای تهیه این تصویر عظیم، از میدان دید نیم‌درجه‌ای تلسکوپ MPG استفاده کردند و با شانزده رصد در چهار باند نوری، یک‌چهارم درجه قوسی مربع را از آسمان پوشش دادند. در این فیلترها از دو فیلتر باند باریک هیدروژن (قرمز) و اکسیژن (سبز) نیز استفاده شده است و برتری رنگ سبز در سحابی رتیل نتیجه فراوانی ستارگان جوان‌تر و داغ‌تر در آن محدوده از مجموعه 30‌ماهی طلایی است. هر تصویر مستقل از 64میلیون نقطه تشکیل شده و درنتیجه، تصویر نهایی از کیفیت 256میلیون نقطه برخوردار است. شرایط جوی این رصدها بسیار عالی بود و تمامی عکس‌برداری‌ها در دید کم‌‌تر از 1 ثانیه‌قوسی (Seeing < 1”) انجام شد. (دید، معیاری از شدت آشفتگی و تلاطم جو است).

جزئیات این تصویر به‌قدری زیاد است که یافتن تک‌تک جزئیات شگفت‌انگیز آن کاری دشوار و گیج‌کننده است؛ با این‌حال نمی‌توان از کنار مهم‌ترین رویداد نجومی دو دهه اخیر در ابر ماژلانی بی‌تفاوت گذشت. محدوده مرز سمت راست-پایین سحابی رتیل، جایگاه بقایای انفجار ستاره‌ای است که در بهمن‌ماه 1365 با چشمان غیرمسلح نیز دیده‌شد. این انفجار که به ابرنواختر 1987A مشهور شد، درخشان‌ترین ابرنواختری است که پس از سیصد و هشتاد سال در آسمان زمین دیده شده است. اندکی دورتر از این ابرنواختر، در سمت چپ، سحابی کندوی‌عسل به‌چشم می‌خورد. این ساختار زیبای حبابی‌شکل در نتیجه تعامل انفجار ابرنواختری و لایه‌های غول‌آسایی است که خود از اندرکنش بادهای ستاره‌ای بسیار قوی ستارگان سنگین و جوان و انفجارهای ابرنواختری به‌وجود آمده‌اند.

برای دریافت این تصویر بی‌نظیر می‌توانید به پایگاه خبری رصدخانه جنوبی اروپا مراجعه کنید.

نمونه سوالات المپیاد نجوم

سوالات مرحله اول دومین المپیاد نجوم کشور برای نصب راست کلیک کرده و سپس گزینه save target As را انتخاب کنید سوالات و کلید سوالات المپیاد نجوم

سوالات با فرمت  Acrobat) PDF) میباشد. حجم مورد نیاز: MB 1.38

در ضمن ۳ اسفند روز المپیاد نجوم را فراموش نکنید.

تصاویر زیبایی از دنباله دارها

	Photographer, Location	Images	Comments
	David Headland, Oamaru, South Island, New Zealand Jan. 22, 2007	#1, #2	Photo details: Canon EOS 20D, 70mm lens, photo 1: 25s f/2.8 3200ISO photo 2: 6s f/2.8 1600ISO photo 3: 6s f/3.5 800ISO
	Minoru Yoneto, Cromwell, New Zealand Jan. 23, 2007	#1, #2, #3, more	Comet McNaught swims in a night sky without setting in the horizon from today. Please give me enough sleeping time!
	Phillip Holmes, Rockhampton Australia taken with canon 300D 28-90mm lens Jan. 21, 2007	#1	This is my best photo of the comet, taken with a Canon 300D.
	John Wang, Birdlings Flat, Banks Peninsula, Canterbury, New Zealand. Jan. 22, 2007	#1, #2, #3, #4	Wow~ amazing Comet MacNaught over Banks Peninsula! Photo details: Canon EOS 30D, Canon EF-S 17-85mm lens
	Peter Terren, Bunbury Australia Jan. 22, 2007	#1, more	The huge fan is visible far more than the naked eye can see in this 3 minute exposure with a Nikon D70s.
	Grahame Kelaher, Mudgee Observatory, Mudgee, NSW, Australia Jan. 22, 2007	#1, more	Comet McNaught became visible at around 8:50pm, with the tail setting just after midnight! These shots were taken at Mudgee Observatory with a Canon 20D
	Geoff Sims, Manly, Sydney, Australia Jan. 22, 2006	#1, #2, #3, #4	Despite the city glow, McNaught's comet was clearly visible to the unaided eye. Photo details: Olympus C-5050, ISO 64, ~16s exposure at at f/2.8
	Dave Curtis, Dunedin, New Zealand Jan. 23, 2007	#1	I took this image from the backdoor step just after midnight. The comet was so bright I could see it through clouds from inside the house and the inside lights were still on. Photo details: Canon 1D Mrk2, 70-200 mm lens, f/2.8, 30sec exposure
	John Golja, Mt Dandenong, Melbourne, Australia Jan. 22, 2007	#1, #2	The comet was first spotted around 9:20pm local time (10:20UT) during twilight over the south-west. As the night progressed, the comet's tail became more visible to the crowd of around 100 at the Mt Dandenong Observation Deck. By 10:30pm it was spanning an estimated 20 degrees vertically over the night sky! Photo details: Canon EOS 400D, 50mm(80mm equiv.) at f2.8 4-30 sec ISO400 22/1/2007 9:44pm AEDT (10:44UT)
	Peter Hammer, Beaumaris, Melbourne, Australia Jan. 22, 2007	#1	Luckily the comet appeared over the darkest part of the sky where there were no background lights although being in a city there is a lot of scattered light. The orange glow has been partially removed although you can still see it towards the bottom of the image.
	Trevor Mackie, the western suburbs of Mebourne, Australia Jan. 22, 2007	#1, #2	Photo details: Taken with Hutech modded 5d and Canon 400D, 28-105mm lens at 28mm. Exposures from 50-90 seconds.

                                                                                                        علی احمدیان!!!

Big Bang

نظريه انفجار بزرگ بهترين مدلى است كه عالم شناسان از خاستگاه و تحول جهان در اختيار دارند. ولى آيا واقعاً اين تمام داستان است؟ و پيش از آن واقعه عظيم چه اتفاقى افتاد؟
اين بار كه در پى پيدا كردن كانال دلخواهتان در تلويزيون به دكمه كانال ياب تلويزيون تان ور مى رويد، آن قدر آن را فشار دهيد كه در فاصله بين كانال ياب قرار گيريد. خوب به برفكى كه صفحه تلويزيون را مى پوشاند نگاه كنيد. حدود يك درصد آن انرژى ريز موج (microwave energy) است، كه حدود ۱۴ ميليارد سال پيش به صورت حرارت از انفجار بزرگ حاصل شد.
•... در آغاز
از ميان تمام پيشرفت هاى علمى سده اخير، هيچ يك هيبت انگيزتر _ يا مبهوت كننده تر _ از كشف اين مطلب نبود كه جهان ما با انفجار عظيمى آغاز شد و از آن زمان تا كنون همواره در حال گسترش است. اين نتيجه گيرى آنچنان ژرف و اساسى است كه حتى اينشتين، راديكال ترين دانشمند دوران نوين، به زور آن را پذيرفت چگونه عالم مى توانست از هيچ كجا پديد آيد؟ چه كسى ماشه آن را كشيد _ و ماده اى كه هم اكنون شاهدش هستيم از كجا آمد؟
اكنون پس از ده ها سال تلاش اخترشناسان نظرى و رصدى، تازه پاسخ ها براساس مشاهدات عينى و محكم و نه صرفاً انديشه پردازى دارند ظاهر مى شوند. آنها جهانى را ترسيم مى كنند ساخته شده از نيروهايى كه خاستگاه شان چندان معجزه آساتر از گزارش انجيل درباره خلقت به نظر نمى رسد.
كافى است دلتان براى نگاه ساده فيلسوف يونانى ارسطو و سايرين در بيش از دو هزار سال پيش، كه براساس آن عالم بى انتها، ازلى و بلاتغيير است، تنگ شود. قطعاً آلبرت اينشتين زمانى كه گزارشى را پيرامون مفاهيم و نتايج حاصل از نظريه جديد جاذبه يعنى «نسبيت عام» در سال ۱۹۱۷ مى نگاشت، دليلى براى مخالفت با اين پذيرفته ها نداشت. براساس نسبيت عام ماده بافت مكان و زمان اطراف آن را كمانى مى سازد، آثارى را موجب مى شود كه ما آنها را «نيرو»ى جاذبه تعبير مى كنيم. اين فاصله گرفتن حسابى از نظريه نسبتاً مبهم جاذبه بود كه نيوتن ارائه داد و براساس آن نيروى مذكور مثل نوعى كنش نامرئى عمل مى كرد. اينشتين نشان داد كه «نسبيت عام» گزارش دقيق ترى از واقعيت نسبت به مفهوم جاذبه نيوتن لااقل در منظومه شمسى به دست مى دهد و كاملاً از موفقيت آن به هنگام كاربرد در عالم در مجموع اطمينان داشت.
•نظريه هاى جنجالى
وى به سرعت با مشكل بزرگى مواجه شد. اخترشناسان بر اين باور بودند كه عالم ايستا و بلاتغيير است، ليكن معادلات «نسبيت عام» در خالص ترين و شكوهمندترين شكل شان اشاره بدان داشتند كه عالم همه چيز ممكن است باشد مگر ايستا. به نظر آنها برعكس ،عالم بايد در حال گسترش باشد. اينشتين كه از اين نتيجه گيرى به ظاهر مسخره گيج شده بود، واژه ديگرى را وارد معادلاتش كرد، فاكتورى من درآوردى كه بعدها آن را «ثابت جهان شناسى» خواند تا بتواند به كمك «نسبيت عام» جهانى ايستا به وجود آورد. اين نخستين نشانه از مشكلاتى بود كه اينشتين ناچار به دست و پنجه نرم كردن با آنها در رابطه با پرسش هاى پيرامون جهان شناسى بود.
در سال ۱۹۲۲ يك هواشناس روس به نام الكساندر فريدمن كار را تمام كرد و نشان داد كه «نسبيت عام» امكان وجود مجموعه كاملى از جهان هايى را فراهم مى آورد كه نه ايستا و نه بلاتغييرند. اينشتين انتظار آن را داشت كه اين صرفاً يك اشتباه لپى باشد، ولى نتوانست مشكلى در محاسبات فريدمن بيابد و نهايتاً پذيرفت كه «نسبيت عام» امكان وجود جهانى در حال گسترش را مى دهد.
بزرگترين ضربه در سال ۱۹۲۷و زمانى اتفاق افتاد كه عالم شناس و كشيش بلژيكى ژرژ لامتر به همان نتايج نظرى فريدمن رسيد و اشاره كرد كه شواهد محكمى وجود دارند حاكى از آن كه عالم واقعاً در حال گسترش است. اخترشناس وستو اسليفر (Vesto Slipher) از رصدخانه لاول در آريزونا دريافت كه نور «سحابى ها»ى قطره اى در آسمان شب اغلب جابه جايى غريبى به سمت انتهاى سرخ تر _ يا نور با طول موج بيشتر _ طيف نشان مى دهند. اسليفر به اين فكر افتاد كه در واقع شاهد به اصطلاح اثر داپلر است، اثرى كه همگى ما با آن آشنا هستيم و زمانى كه طول موج امواج صوتى سوت پليس به هنگام دور شدن از ما افزايش مى يابد متوجه آن مى شويم. در واقع، او شاهد پديده اى بس ژرف تر از اين بود: كش آمدن نور به خاطر انبساط كل عالم.
•شواهد انبساط
نخستين اشارات در سال ۱۹۲۴ آشكار شدند و آن زمانى بود كه ادوين هابل از رصدخانه ماونت ويلسون در كاليفرنيا نشان داد كه سحابى ها در واقع كهكشان هاى وسيعى بسيار دور از كهكشان ما هستند. پنج سال بعد هابل اقدام به انتشار يكى از مهم ترين نتايج دانش امروز كرد: تصاويرى كه نشان مى داد «جابه جايى هاى قرمز» اين كهكشان هاى دوردست همراه با فاصله آنها از ما به طور ثابت در حال افزايش است. اين فرمول كه امروز آن را تحت قانون هابل مى شناسيم، دقيقاً بيانگر همان رفتارى است كه «نسبيت عام» براى عالم در حال گسترش پيش بينى مى كند.
در اين مباحثه و اختلاف نظر علمى حق با فريدمن و لامتر بود و اينشتين مى دانست كه با سازگار كردن زوركى معادلاتش با باورهاى قديمى در واقع توانايى شگفت انگيزترين پيش بينى در تاريخ علم را از خود سلب مى كرد. اين لامتر بود كه به مفهومى كه كمتر از اين شگفتى آور نبود اشاره كرد: اين كه عالم بايد زمانى با انفجارى بسيار عظيم موجوديت پيدا كرده باشد. وى بعدها به عنوان پدر نظريه «انفجار بزرگ» مورد تحسين قرار گرفت. در اين ميان، اينشتين اين از دست دادن فرصت را احمقانه ترين اشتباه زندگى خويش خواند.
به زودى آشكار شد كه عالم مى تواند با اخترشناسان و نيز نظريه پردازان بازى كند. نخستين اندازه گيرى هاى سرعت انبساط عالم اين معنا را مى رساند كه جهان تنها چند ميليارد سال قبل به وجود آمده كه بدين ترتيب حتى از كره زمين هم جوان تر مى نمود. در سال ،۱۹۴۸ سه نظريه پرداز دانشگاه كمبريج به نام هاى هرمان بوندى، تاماس گولد و فرد هويل راه حل ابتكارى مناسبى براى خارج شدن از اين وضعيت دشوار و معماگونه يافتند. آنها نشان دادند كه قانون هابل با جهانى سازگار است كه در «وضعيت ايستا» قرار دارد و سرعت توسعه و چگالى اش هيچ گاه تغيير نمى كند (كه آن تحت عنوان «نظريه وضعيت ايستا»ى عالم شناسى خوانده مى شود.) از نقطه نظر رياضى، اين گفته بدان معناست كه عالم به رغم آنچه كه از ظواهر امر بر مى آيد در واقع در زمانى بى نهايت دور متولد شده است. لذا مدل «وضعيت ايستا» با زرنگى تمام مشكل سن عالم را مرتفع كرد و بدين ترتيب بسيارى از ظرافت نهفته در آن به حيرت آمدند. با اين حال براى آن كه چگالى ماده ثابت باقى بماند، لازم بود ماده از جايى چون هيچ كجا به داخل عالم نشت كند. مطرح كنندگان اوليه اين نظريه به اين نكته اشاره داشتند كه اين موضوع كمتر از اين كه بگوييم عالم به يك باره در حادثه اى كه هويل به طعنه آن را «انفجار بزرگ» خواند پديد آمد غيرقابل قبول نيست. تا اواخر دهه ،۱۹۵۰ اندازه گيرى هاى جديد نشان دادند كه سن عالم بهتر است بالاتر از سن زمين باشد، كه در واقع به نوعى خالى كردن زير پاى مدل «وضعيت ثابت» بود. ولى ضربه واقعى خردكننده در سال ۱۹۶۴ با مهم ترين كشف در عالم شناسى از زمان قانون هابل وارد شد. دو مهندس آمريكايى در حال يافتن منبع نوعى «هيس» ريزموج بودند كه نوعى آنتن راديويى شيپورى شكل در آزمايشگاه بل در نيوجرسى آن را يافته بود. چنين به نظر مى رسد كه اين موج از ماوراى كره زمين آمده بود، ولى اهميت آن تنها پس از آن كه مهندسين با اختر _ فيزيكدانان در دانشگاه پرينستون گفت وگو كردند، مشخص شد. اختر _ فيزيكدانان به مهندسين گفتند كه هيس مذكور دقيقاً از تابش حرارتى انتقال يافته به قرمز كه پس از انفجار بزرگ باقى مانده انتظار مى رفت.
•شواهد نهايى و تعيين كننده
كشف اين پس زمينه ريز موجى عالم را امروز بهترين شاهد بر اين كه جهان به صورت يك گلوله آتشين عظيم آغاز شد، تلقى مى كنند. ليكن اين تنها قرينه و شاهد نيست. بيش از ۵۰ سال قبل، اختر _ فيزيكدان روسى _ آمريكايى جورج گاموف و همكارانش دريافتند كه حرارت حاصل از انفجار بزرگ آغاز واكنش هاى هسته اى بود كه مى توانستند عناصر شيميايى را به وجود آورند. آنها حساب كردند كه جهان بايد از حدود سه قسمت هيدروژن در برابر يك قسمت هليوم تشكيل شده باشد _ چيزى كه بعدها اخترشناسان آن را تائيد كردند.
در سال هاى دهه ،۱۹۷۰ نظريه پردازان شروع كردند به دست و پنجه نرم كردن با آثار كوانتومى كه احتمالاً در عالم كوچك و به شدت گرم اوليه وجود داشت. توجه ها معطوف به به اصطلاح ميدان هاى اسكالر شد، كه عالم شناسان در اتحاد جماهير شوروى و ايالات متحده نشان دادند مى توانستند موجب آغاز انبساط عالم با سرعتى باورنكردنى تحت عنوان بادكردگى شوند. از اين هم بهتر، اين ميدان هاى ضد جاذبه مى توانستند انرژى خويش به درون عالم تازه متولد شده را خالى كنند و بدين ترتيب نوعى از حرارت و ماده را توليد كنند كه مورد نياز انفجار بزرگ بود.
اين تنها يك نظريه بود، دلايل و شواهد به نفع آن در سال ۱۹۹۲ يعنى با شروع دوران جديد جهان شناسى ظاهر شدند. ماهواره «كاوشگر پس زمينه جهان» كه در نوامبر ۱۹۸۹ به فضا پرتاب شد، تابش ريزموجى را كه عالم را با دقتى بى سابقه پر كرده بود مورد توجه و بررسى قرار داد و بدين ترتيب نگرش هايى كه زمانى تنها مى شد خواب آنها را ديد به عالم شناسان داد. «كاوشگر پس زمينه جهان» نشان داد كه گلوله آتشين اوليه اكنون با دماى درست ۷۳/۲ درجه بالاتر از صفر مطلق سرد شده است. همچنين نشان داده شد كه پس زمينه ريزموجى جهان داراى ويژگى هاى فنى است كه به طور گسترده در راستاى نظريه بادكردگى (inflation) است.
•رازگشايى هاى جديدتر
از آن زمان تاكنون، رصدها از زمين و نتايج حاصل از ماهواره ناسا به نام Wilkinson Microwave Anisotropy Prohe كه دماى تابش پس زمينه اى جهان را بر پهنه آسمان اندازه مى گيرد جزئيات بيشترى به دست داده اند، انتظار مى رود كه ماهواره «آژانس فضايى اروپا» تحت عنوان پلانك كه قرار است سال ۲۰۰۷ به فضا پرتاب شود، شواهد بيشتر و نگرش گسترده ترى پيرامون بادكردگى فراهم شود. اگر هم اطلاعاتى را كه تاكنون جمع آورى شده روى هم بگذاريم تصويرى از يك عالم نوزاد به دست مى آيد كه حدود ۱۳۷۰۰ ميليون سال پيش به ناگهان و گويى از هيچ كجا دچار تورم و بادكردگى شد. سپس در حالى كه آكنده از ميدان هاى اسكالر بود به ناگهان دچار تورم شد و ظرف حدود ۱۲ _ ۱۰ ثانيه از چيزى در حدود يك ميليارد بار كوچكتر از پروتون به اندازه يك گريپ فروت رسيد، سپس بازهم به ناگهان، ميدان اسكالر فرو ريخت و انرژى به شكل تابش ماده آزاد كرد كه آن را ما انفجار بزرگ مى خوانيم.
لذا به نظر مى رسد كه انفجار بزرگ روى هم رفته آغاز همه چيز نبود، بلكه تنها حاصل آثارى بود كه پيش از آن در جهان تازه متولد دست اندركار بودند. درك اين آثار مستلزم نه چيزى كمتر از «نظريه همه چيز» كه قادر به توضيح تمام نيروهاى طبيعت و ذراتى كه اين نيروها بر آنها عمل مى كنند - و حتى منشاء مكان و زمان _ است.اين چشم اندازى ترس آور است، ولى نظريه پردازان اميدوارند كه بتوانند منبع توانمند جديدى براى ديدگاه هايمان فراهم آورند: امواج جاذبه.
تصور مى شود اين خيزابچه ها (ripples) در خود بافت مكان و زمان، كه در سال ۱۹۱۶ اينشتين وجود آنها را پيش بينى كرده بود، با شديدترين و قوى ترين رويدادهاى عالم مثل انفجار سوپرنوواها و تصادم چاله هاى سياه آغاز شدند. اخترشناسان هم اكنون به فكر ساخت رصدخانه هاى عظيم فضايى كه قادر به كشف امواج جاذبه اى كه در جريان انفجار بزرگ، بادكردگى و شايد حتى عملاً خود لحظه خلقت به وجود آمده اند باشند.
تا اين لحظه كسى نتوانسته امواج جاذبه را كشف كند؛ حضور آنها در واقع پيش گويى بزرگ اينشتين است كه هنوز در انتظار تائيد و تصديق است. اگر آن طور كه بيشتر دانشمندان عقيده دارند اينشتين حق داشته و امواج جاذبه واقعاً وجود داشته باشند، آنها همان كليدى خواهند بود كه قفل راز نهايى عالمى را كه خود وى بسيار براى حل آن تلاش كرد، خواهند گشود.
و امّا بیگ بنگ

پژوهش های انجام شده در سالهای پیش نشان می دهد كه جهان افزون بر آنكه در حال بزرگ شدن است، این انبساط دارای شتاب نیز می باشد. یعنی همچنان كه كهكشانها در حال دور شدن از یكدیگر هستند، افزون بر تندی (سرعت) دارای شتاب نیز می باشد .
هنگامی كه بحث انبساط جهان مطرح شد، برای توجیه آن باید یك نظریه منطقی و نو ارائه می شد تا بتواند بزرگ شدن جهان را توجیه كند.
این نظریه باید توضیح می داد كه بزرگ شدن جهان از كجا و چه زمانی آغاز شده است؟
برای توجیه بزرگ شدن جهان نظریه "مهبانگ" (انفجار بزرگ- Big Bang) مطرح شد كه بر پایه ی آن جهان از انفجار یك توده ی فوق العاده متراكم و با حجم ناچیز آغاز شده است .
پس از آنكه شتاب جهان مطرح شد، باید یك دلیل منطقی برای توجیه آن ارائه می شد. همچنانكه می دانید طبق قوانین فیزیك شتاب ناشی از اعمال نیرو یا انتقال انرژی صورت می گیرد. بنابراین باید نیرویی به جهان اعمال شود یا انرژی وجود داشته باشد تا بتواند شتاب جهان را توجیه كند. براین پایه بحث انرژی تاریك یا Dark Energy مطرح شد كه هنوز سرچشمه و چرایی آن ناشناخته است. البته در این زمینه نظریه های گوناگونی مطرح شده است، اما هیچ كدام نتوانسته پاسخی پذیرفتنی به آن بدهد .

نظریه ی سی.پی.اچ و انرژی تاریک
طبق نظریه ی CPH همه ی ذرات موجود در جهان از CPH تشكیل شده اند و CPH همواره با مقدار سرعت ثابت حركت می كنند و هنگامیكه یكدیگر را جذب می كنند مقداری از این سرعت ثابت به حركت دورانی تبدیل می شود كه آن را اسپین می نامند به طوری كه طبق نظریه CPH پس از مهبانگ CPHها به همه ی اطراف جهان پراكنده شدند كه با سرعت ثابت Vc , Vc>c به حركت خود ادامه می دادند. بتدریج CPH ها یكدیگر را جذب كردند و به انرژی تبدیل شدند و انرژی نیز به ماده و پاد ماده تبدیل شد. بتدریج غبارهای آسمانی تشكیل گردید و ستارگان و كهكشانها پدید آمدند. از آنجایی كه همه ی اجسام و ذرات موجود در جهان از CPH تشكیل شده اند و این CHP ها در ساختمان ماده دارای حركت دورانی یا اسپین هستند، لذا هر انفجاری كه در جهان صورت گیرد، مقداری از حركت دورانی یا اسپین CPH ها به حركت انتقالی تبدیل می شود .
چون بیشتر ماده ی موجود در جهان در ستارگان در حال انفجار است، لذا بطور مداوم حركت دورانی CPH ها به حركت انتقالی تبدیل می شود و این امر موجب انبساط و در عین حال شتاب جهان می شود .


نظری به چگونگی گسترش جهان
همه چیز در حال گردش است. زمین به گرد خورشید می چرخد و ماه به گرد زمین. زمین و همه ی سیاره ها ی منظومه خورشیدی نیز به دور ستاره بزرگ خورشید می چرخند. منظومه خورشیدی ما كه در یكی از بازوهای كهكشان راه شیری قرار دارد به گرد هسته مركزی راه شیری می چرخد. كهكشان راه شیری در خوشه ای به نام گروه محلی قرار دارد. همگی كهكشان های گروه محلی نیز به دور مركز گروه محلی می چرخند.
از گرد هم آمدن گروه ها و خوشه های بسیاری همچون گروه محلی، مجموعه بسیار بزرگ تری به نام «ابر خوشه» تشكیل می شود. جهانی كه ما در آن زندگی می كنیم از میلیون ها ابر خوشه تشكیل شده است. اکنون می خواهیم از زمین كوچكمان كه در این جهان بزرگ، حتی به اندازه یك نقطه كوچك هم نیست بیرون رویم و به سوی نخستین لحظه های تشكیل کیهان برویم .
بیش از 13 میلیارد سال پیش همه ی انرژی های دنیا، یعنی همه ی آن چیزی كه هم اكنون وجود دارد به صورت اصلی ترین ماده تشكیل دهنده ی انرژی در یك نقطه وجود داشت. (در طول مقاله واژه های كیهان و عالم به کار برده شده است كه هر دو به یك معنا است. ) این نقطه با انفجاری بزرگ گسست و انرژی خود را به هر سو پخش كرد.
این لحظه را «مهبانگ» (انفجار بزرگ – Big Bang ) می گویند. پس از انفجار بزرگ همه ی انرژی های جهان كه در یك نقطه جمع شده بود به هر سو پخش و گسترده شد كه اكنون نیز ادامه دارد. به زبان ساده جهان از زمان مهبانگ تا اكنون در حال انبساط (باز شدن) است. پس از دو دقیقه با همجوشی پروتون ها و نوترون ها، دوتریوم درست شد. پس از سه دقیقه، هلیم از همجوشی دوتریوم، پروتون ها و نوترون ها پدیدار شد. در آن هنگام چگالی جرمی ماده از چگالی ماده معادل انرژی فوتون ها كمتر بوده است، در حالی كه هم اكنون چگالی جرمی ماده از چگالی ماده معادل انرژی فوتون ها بیشتر است. در آغاز ساخته شدن کیهان نوترون ها، پروتون ها و الكترون ها تنها سهم ناچیزی از مقدار ماده را داشتند و این فوتون ها بوده اند كه انحنای فضا- زمان را به وجود می آوردند.
صدهزار سال پس از تشكیل عالم، دمای كیهان هشت هزار كلوین بود در حالی كه نهصد هزار سال بعد دمای جهان به سه هزار درجه كلوین كاهش یافت. در این زمان به دلیل افت دما و خنكی نسبی ای كه به وجود آمده بود پروتون ها و الكترون ها با یكدیگر درهم آمیخته شدند تا این كه اتم های خنثای هیدروژن را به وجود آوردند. كیهان در این زمان (یك میلیون سالگی) برای نخستین بار شفاف شد كه با وقوع شفافیت فوتون های زمینه میكرو موجی كیهانی در تمام عالم گسترش یافتند. در این هنگام بخش هایی از كیهان كه مقداری از میانگین چگال تر بودند تبدیل به خوشه ها، ابرخوشه ها و كهكشان ها شدند و بخش های كوچك و كم تراكم تر باقیمانده تبدیل به فضای میان ابرخوشه ها شدند.
طی یك دوره چند میلیون ساله ابر های گازی به وجود آمدند كه هسته آغازین تشكیل ستارگان بودند. كهكشان راه شیری در یك ابر چرخنده كم سرعت از هیدروژن و هلیوم كه در حدود 100 كیلو پارسك (326 سال نوری) پهنا دارد تشكیل شد. البته هنوز معلوم نیست كه كهكشان ما از یك ابر بزرگ گازی تشكیل شده یا آن كه شماری از ابرهای كوچك كه با یكدیگر درهم آمیخته شده اند. در راه تکمیل و گسترش کیهان در مركز كهكشان راه شیری دو مركز بسیار پرانرژی كه سیاه چاله هستند به وجود آمد كه به نوعی نقطه تعادل و جاذبه گردشی كهكشان است. بیش از 5/4 میلیارد سال پیش منظومه خورشیدی ما در درون یكی از ابرهای گازی كهكشان راه شیری زاده شد. در آغاز بخش هایی از این ابر بزرگ شروع به متراكم شدن كرد و بر اثر كشش گرانشی فشرده شد تا به صورت یك توده كروی شكل درآمد. پس از صد هزار سال خورشید به صورت یك كره بسیار كوچك زاده شد. خورشید كوچك پیاپی داغ تر و گرم تر می شد و به سرعت به گرد خود می چرخید و از خود ماده در فضا رها می كرد. پس از مدتی خورشید به دوران بلوغ خود رسید. در این دوره نخستین انفجارهای هسته ای خورشید آغاز شد كه سبب درخشش این ستاره بزرگ می شد. خورشید از آغاز پیدایش خود تاكنون پیاپی در حال تبدیل ماده به انرژی است.
حلقه هایی از موادی كه از خورشید جدا می شدند كم كم به صورت اجرام كوچكی درآمدند و پس از مدتی بر اثر گرانش بسیار بالای خورشید در مدار هایی متفاوت شروع به چرخیدن كردند. این اجرام كه توده های كوچك چرخانی در میان توده های بزرگی از گاز و غبار بودند پس از طی چندین میلیون سال تبدیل به سیاره های بزرگ و كوچكی شدند كه امروزه به نه نام مختلف همچنان به دور خورشید بزرگ در حال گردش هستند. هر نه سیاره منظومه خورشیدی در نه مدار مختلف و در فاصله های معینی از خورشید قرار دارند كه به ترتیب از اولین سیاره نزدیك به خورشید عبارتند از " تیر (عطارد)، ناهید (زهره)، زمین، بهرام (مریخ)، برجیس (مشتری)، کیوان (زحل)، اورانوس، نپتون و پلوتو "
یوهان كپلر قانون های سه گانه ای را كشف و برای حركت سیاره ها وضع كرده است كه شامل مواد زیر است:
1-همه سیاره ها در یك مدار بیضی شكل به گرد خورشید می چرخند.
2- هر سیاره ای كه در گردش خود نزدیك به خورشید می رسد، سرعتش بیشتر می شود.
3- بین مسافت و دوری سیاره از خورشید با زمانی كه مدار خود را می پیماید، نسبت خاصی برقرار است.

جهان پهناور ما همچون بادكنكی كه در حال باد شدن است مدام در حال بزرگ شدن است و هر روز بر پهنای آن افزوده می شود. بر طبق قانون هابل كهكشان های دوردست با سرعتی به تناسب دوریشان از ما فاصله می گیرند، بنابراین كیهان به طور یكنواخت در حال انبساط است. البته بایستی بدانید كه كهكشان ها خود در حال انبساط و بزرگ شدن نیستند بلكه این فضا- زمان است كه باز می شود و كهكشان ها را با خود می برد. بر پایه ی این قانون اگر کیهان باز باشد، انبساط تا بی نهایت ادامه دارد و اگر بسته باشد انبساط متوقف شده و کیهان شروع به رمبش (انقباض) می كند. چون گرانش از سرعت انبساط عالم می كاهد ممكن است كه روزی پیروز شود و موجب توقف گسترش کیهان و در نتیجه فروریختن كیهان در خود شود. برای درك بهتر آن نمونه ای می آوریم: سرعت گریز از زمین 4/11 كیلومتر بر ثانیه است. حال اگر موشكی با سرعت كمتر بخواهد از جو زمین خارج شود گرانش زمین این اجازه را به او نمی دهد و موشك به سوی زمین باز می گردد. پس اگر سرعت نسبی دو كهكشان از سرعت گریزشان كمتر باشد روزی انبساط پایان یافته و كیهان آغاز به انقباض می كند و اگر سرعت گریزشان بیشتر باشد انبساط عالم ادامه خواهد داشت. برای رسیدن به پاسخی قطعی درباره سرنوشت کیهان ما، در آغاز بایستی به چگونگی پیدایش آن پی برد. هم اكنون گروهی از دانشمندان فیزیك در حال بررسی زمان صفر انفجار بزرگ از راه «نظریه ریسمان ها» هستند. نظریه ریسمان ها فرضیه ای نوین است كه هنوز به صورت تجربی ثابت نشده است. بر طبق این نظریه، کیهان در رده ای بنیادی تر از رشته ها یا ریسمان هایی ساخته شده كه با فركانس های مختلف ارتعاش می كنند. پژوهش درباره ماهیت انفجار بزرگ به ظاهر تنها از طریق نظریه ریسمان ها امكان دارد اما زمان پاسخ به چنین پرسشی سخت و دشوار كه بزرگ ترین معمای عالم است مشخص نیست.


نظریه ی مهبانگ(نظریه ی انفجار بزرگ)


شرح گام به گام تاریخ کیهان از دید نظریه ی "مهبانگ" :
آشكار است برای آگاهی از چگونگی نخستین ثانیه ها و یا بهتر بگوییم نخستین اجزای ثانیه های پس از انفجار آغازین نباید از ستاره شناسان پرسید بلكه در این مورد باید به فیزیكدان های متخصص در امر فیزیك ذره ای مراجعه كرد كه در مورد تشعشعات و ماده در شرایط كاملا سخت و غیر عادی جستجو و تجربه می كنند. تاریخ كیهان معمولا به 8 مقطع كاملا متفاوت و نا مساوی بخش می شود:
مرحله نخست ( صفر تا10 به توان 43- ثانیه)
این مساله هنوز برایمان كاملا روشن نیست كه در این نخستین اجزای ثانیه ها چه چیزی تبدیل به گلوله آتشینی شد كه كیهان باید بعدا از آن ایجاد گردد . هیچ معادله اندازه گیری برای دمای بسیار بالا و تصورناپذیری كه در این زمان حاكم بود در دست نمی باشد.
مرحله دوم ( از10 به توان 43- تا 10 به توان 32- ثانیه )
نخستین سنگ بناهای ماده مثلا كوارك ها و الكترون ها و پاد ذره های آنها از برخورد پرتوها با یكدیگر به وجود می آیند. بخشی از این سنگ بناها دوباره با یكدیگر برخورد می كنند و به صورت تشعشع فرو می پاشند. در لحظه های بسیار بسیار اولیه ذره های فرا سنگین - x نیز می توانسته اند به وجود آمده باشند. این ذره ها دارای این ویژگی هستند كه هنگام فروپاشی ماده بیشتری نسبت به پاد ماده و مثلا كوارك های بیشتری نسبت به آنتی كوارك ها ایجاد می كنند. ذره های x كه تنها در همان نخستین اجزای بسیار كوچك ثانیه ها وجود داشتند برای ما میراث مهمی به جا گذاردند كه عبارت بود از : " افزونی ماده در برابر پاد ماده "
مرحله سوم ( از10 به توان 32- ثانیه تا 10 به توان 6- ثانیه )
كیهان از مخلوطی از كوارك ها - لپتون ها - فوتون ها و ذره های دیگر تشكیل شده كه متقابلا به ایجاد و نابودی یكدیگر مشغول بوده و همچنین خیلی سریع در حال از دست دادن دما هستند.
مرحله چهارم ( از 10 به توان 6- ثانیه تا 10 به توان 3- ثانیه )
(این مر حله در بعضی از نظریه ها وجود ندارد)کمابیش همگی كوارك ها و پاد كوارك ها به صورت پرتو ذره ها به انرژی تبدیل می شوند. كوارك های جدید دیگر نمی توانند در دماهای رو به كاهش به وجود آیند ولی از آن جایی كه كوارك های بیشتری نسبت به پاد كوارك ها وجود دارند برخی از كوارك ها برای خود جفتی پیدا نكرده و به صورت اضافه باقی می مانند. هر 3 كوارك با یكدیگر یك پروتون با یك نوترون می سازند. سنگ بناهای هسته اتم های آینده اكنون ایجاد شده اند.
مرحله پنجم( از 10 به توان 3- ثانیه تا 100 ثانیه )
الكترون ها و پاد الكترون ها در برخورد با یكدیگر به اشعه تبدیل می شوند. شماری از الكترون ها باقی می ماند زیرا كه ماده بیشتری نسبت به پاد ماده وجود دارد. این الكترون ها بعدا مدارهای اتمی را می سازند.

مرحله ششم ( از 100 ثانیه تا 30 دقیقه )
در دماهایی كه امروزه می توان در مركز ستارگان یافت نخستین هسته های اتم های سبك و به ویژه هسته های بسیار پایدار هلیم در اثر همجوشی هسته ای ساخته می شوند. هسته اتم های سنگین از قبیل اتم آهن یا كربن در این مرحله هنوز ایجاد نمی شوند. در آغاز آفرینش عملا تنها دو عنصر بنیادی كه از همه سبكتر بودند وجود داشتند : هلیم و هیدروژن
مرحله هفتم ( از 30 دقیقه تا 1 میلیون سال پس از آفرینش )
پس از گذشت حدود 300000 سال گوی آتشین آنقدر دما از دست داده كه هسته اتم ها و الكترون ها می توانند در دمایی در حدود 3000 درجه سانتی گراد به یكدیگر بپیوندند و بدون اینكه دوباره بی درنگ از هم بپاشند اتم ها را تشكیل دهند . در نتیجه آن مخلوط ذره ای كه قبلا نا مرئی بود اكنون قابل دیدن می شود.
مرحله هشتم ( از یك میلیون سال پس از آفرینش تا امروز )
از ابرهای هیدروژنی دستگاههای راه شیری، ستارگان و سیاره ها به وجود می آیند. در درون ستارگان هسته اتم های سنگین از قبیل اكسیژن و آهن تولید می شوند. كه بعد ها در انفجارهای ستاره ای آزاد می گردند و برای ساخت ستارگان و سیاره ها و زندگی جدید به كار می آیند.

عناصر اصلی زندگی زمینی چه موقع پدیدار شد؟

برای زمین با توجه به گوناگونی زندگی كه در آن وجود دارد 3 چیز از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است:
1. از همان ابتدای خلقت همیشه ماده بیشتری نسبت به ضد ماده وجود داشته و بنابراین همواره ماده برای ما باقی می ماند.
2. در مرحله ششم هیدروژن به وجود آمد این ماده كه سبك ترین عنصر شیمیایی می باشد سنگ بنای اصلی كهكشان ها و سیاره ها می باشد. هیدروژن همچنین سنگ بنای اصلی موجودات زنده ای است كه بعدا روی زمین به وجود آمدند و احتمالا روی میلیاردها سیاره دیگر نیز وجود دارند.
3. در مركز ستارگان نخستین هسته اتم های سنگین از قبیل اكسیژن و یا كربن یعنی سنگ بناهای اصلی مورد نیاز برای زندگی به وجود آمدند.

آیا جهان همواره در حال انبساط خواهد بود؟

جنبش انبساطی یا به عبارت دیگر از همدیگر دور شدن كهكشان ها به هر حال رو به كند شدن است. زیرا جزایر جهانی متعدد در واقع به سمت یكدیگر جذب می شوند و در نتیجه حركت انبساطی آن ها كند تر می شود. اكنون پرسش این است كه آیا زمانی همه ی این حركت ها متوقف خواهد گردید و این عالم در هم فرو خواهد پاشید؟ این مساله بستگی به تراكم ماده در جهان هستی دارد. هر چه این تراكم بیشتر باشد نیرو های گرانش میان كهكشان ها و دیگر اجزای گیتی بیشتر بوده و به همان نسبت حركت آن ها با شدت بیشتری متوقف خواهد شد. هم اکنون چنین به نظر می رسد كه تراكم جرم بسیار كمتر از آن است كه زمانی عالم در حال انبساط را به توقف در آورد. به هر روی این امكان وجود دارد كه هنوز جرم های بسیار بزرگ ناشناخته ای از قبیل ( سیاه چاله های اسرار آمیز) یا ( ابرهای گازی شكل تاریك) وجود داشته باشند و یا نوترینو ها كه بدون جرم به شمار می آیند جرمی هرچند كوچك داشته باشند. اگر این طور باشد در این صورت حركت كیهانی زمانی شاید 30 میلیارد سال دیگر متوقف خواهد شد. در آن زمان كهكشان ها با شتابی زیاد حركت به سوی یكدیگر را آغاز خواهند كرد تا در پایان به شكل یك گوی آتشین بزرگ یكپارچه شوند. آن زمان شاید می باید روی یك انفجار اولیه جدید دیگر و زاده شدن یك کیهان دیگر حساب كنیم. با توجه به سطح كنونی دانش آدمی و میزان پژوهش های انجام شده باید اینطور فرض كرد كه کیهان تا ابدیت انبساط خواهد یافت.


and other places ستارگان کویر یزد

CPH

                                                 جهان های موازی

آیا نسخه دومی از شما ، یک رونوشت از خود شما وجوددارد که همین الان مشغول خواندن این مقاله باشد؟

آیا شخصی دیگر با اینکه شما نیست، روی سیاره ای به نام زمین با کوه های مه گرفته ، مزارع حاصل خیز و شهرهای بی در و پیکر در منظومه خورشیدی که هشت سیاره دیگر نیز دارد، زندگی می کند؟

آیا زندگی این شخص از هر لحاظ درست عین زندگی شما بوده است؟

اگر جوابتان مثبت است ، شاید در این لحظه او تصمیم بگیرد این مقاله را تا همین جا رها کند در حالی که شما به خواندن مقاله تا انتها ادامه خواهید داد

 

نظریه جهان های موازی

اندیشه وجود یک خود دیگر نظیر آنچه که در بالا شرح آن رفت عجیب و غیر معقول به نظر می رسد، اما آنگونه که از قرائن بر می آید انگار مجبوریم آن را بپذیریم. زیرا مشاهدات نجومی از این اندیشه غیر مادی پشتیبانی می کنند. بنابر این پیش بینی ساده ترین و پر طرافدار ترین الگوی کیهان شناسی که امروزه وجود دارد، این است که هر یک از ما یک جفت (همزاد) داریم که در کهکشانی که حدود 10²⁸⁰ متر دورتر از زمین قراردارد، زندگی می کنند

این مسافت آنچنان زیاد است که بطور کامل خارج از هر گونه امکان بررسی های نجومی است اما این امر واقعیت وجود نسخه دوم ما را کمرنگ نمی کند. این مسافت بر اساس نظریه احتمالات مقدماتی برآورده شده و حتی فرضیات خیالپردازانه فیزیک نوین را نیز در بر نگرفته است

 

فضای بیکران

اینکه فضا بیکران است و تقریبا بطور یکنواخت از ماده انباشته شده است، چیزی که مشاهدات هم آن را تأیید می کنند. در فضای بی کران حتی غیر محتمل ترین رویدادها نیز بالاخره در جایی ، اتفاق خواهند افتاد.

در این فضا ، بینهایت سیاره مسکونی دیگر وجود دارد، که نه تنها یکی بلکه تعداد بیشماری از آنها مردمانی دارند که شکل ظاهری ، نام و خاطرات آنها دقیقا همان هاست که ما داریم. به ساکنانی که تمامی حالت های ممکن ار گزینه های موجود در زندگی ما را تجربه می کنند. من و شما احتمالا هرگز "خود" های دیگران را نخواهیم دید

 

وسعت عالم

دورترین فاصله ای که ما قادر به دیدن آن هستیم، مسافتی است که نور در مدت 14 میلیارد سال که از انفجار بزرگ و آغاز انبساط عالم سپری شده است، طی می کند. دورترین اجرام مرئی هم اکنون حدود 4x10²⁶ متر دور تر از زمین قرار دارند. این فاصله که عالم قابل مشاهده توسط ما را تعریف می کند.

به طور مشابه ، عالم های خود های دیگر ما کراتی هستند به همین اندازه ، که مرکزشان روی سیاره محل سکونت آنهاست. چنین ترکیبی ساده ترین و سر راست ترین نمونه از جهان های موازی است. هر جهان تنها بخشی کوچک از "جهان چند گانه" بزرگتر است.

 

جدال فیزیک و متا فیزیک

با این تعریف از جهان ممکن است شما تصور کنید که مفهوم جهان چند گانه تا ابد در محدوده قلمرو متا فیزیک باقی خواهد ماند. اما باید توجه داشت که مرز میان فیزیک و متا فیزیک را این مسأله که یک نظریه از لحاظ تجربه قابل آزمون است، یا خیر تعیین می کند نه این موضوع که فلان نظریه شامل اندیشه های غریب و ماهیت های غیر قابل مشاهده است

مرز های فیزیک به تدریج با گذر زمان فراتر رفته و اکنون مفاهیمی است بسیار انتزاعی تر نظیر زمین کروی ، میدان الکترو مغناطیسی نامرئی ، کند شدن گذر زمان در شرعتهای بالا ، برهم نهی کوانتومی ، فضای خمیده و سیاهچاله ها را در بر گرفته است. طی چند سال گذشته مفهوم جهان چند گانه نیز به این فهرست اضافه شده است

پایه این اندیشه بر نظریاتی است که امتحان خو را به خوبی پس داده اند. نظریاتی همچون نسبیت و نظریه مکانیک کوانتومی ، افزون بر آن به دو قاعده اساسی علوم تجربی نیز وفادار است. که پیش بینی می کنند و می توانند آن را دستکاری نمایند

 

انواع جهان های موازی

دانشمندان تاکنون چهار نوع جهان موازی متفاوت را تشریح کرده اند. هم اکنون پرسش کلیدی وجود یا عدم جهان چند گانه نیست ، بلکه سوال بر سر تعداد سطوحی است که چنین جهان می توان داشته باشد

یکی از نتایج متعدد مشاهدات کیهان شناسی اخیر این بوده است که جهان های موازی دیگر مفهومی خیالپردازانه و انتزاعی صرف نیست. به نظر می رسد که اندازه فضا بینهایت است. اگر این گونه باشد، بالاخره در جایی از این فضا هر چیزی که امکان پذیر باشد واقعیت خواهد یافت. اصلاً مهم نیست که امکان پذیری آن تا چه حد نامتحمل است

فراسوی محدوده دید تلسکوپ های ما ، نواحی دیگری از فضا کاملا شبیه آنچه که پیرامون ماست وجود دارند آن نواحی یکی از انواع جهان های موازی هستند. دانشمندان حتی می توانند محاسبه کنند که این جهان ها بطور متوسط چقدر با ما فاصله دارند و مهم تر از همه اینکه تمامی اینها فیزیک حقیقی و واقعی است

زمانی که کیهان شناسان با نظریاتی روبرو می شوند که از استحکام لازم برخوردار نیستند، نتیجه می گیرند که جهان های دیگر می توانند ویژگیها و قوانین فیزیکی کاملا متفاوتی داشته باشند. وجود این جهان ها بسیاری از جنبه های پرسش بنیادی در خصوص ماهیت زمان و قابل درک بودن جهان فیزیکی را پاسخ داد

 منبع: بیکران علم

سیاهچاله ها

 

سياه چاله ها

 

 

گرانش :

كره زمين و ديگر كرات و سيارات تشكيل دهنده جهان ما همگي داراي نيرويي هستند كه اشياء را به سوي خود جذب مي‌كنند اين نيرو را گرانِش يا جاذبه مي‌‌ناميم، كه نيوتن آن را كشف كرد. از دير باز همواره دو مسئله مورد توجه بود: تمايل اجسام به سقوط به طرف زمين هنگام رها شدن. حركات سيارات،از جمله خورشيد و ماه كه در آن زمان سياره بشمار مي‌آمدند. در گذشته اين دو موضوع را جدا از هم ميدانستند.يكي از دستاوردهاي بزرگ آيزاك نيوتن اين بود كه نتيجه گرفت: اين دو موضوع در واقع امر واحدي هستند و از قوانين يكساني پيروي مي‌كنند. در سال ۱۶۶۵ ،پس از تعطيلي مدرسه به خاطر شيوع طاعون، نيوتن، كه در آن زمان ۲۳ سال داشت،از كمبريج به لينكلن شاير رفت.او در حدود پنجاه سال بعد نوشت:....در همان سال (۱۶۶۵) اين فكر به نظرم آمد كه نيروي لازم براي نگه داشتن ماه در مدارش و نيروي گرانش در سطح زمين با تقريب خوبي با هم مشابهند. ويليام استوكلي، يكي از دوستان جوان ايزاك نيوتن مي‌‌نويسد، وقتي با آيزاك نيوتن زير درختان سيب يك باغ مشغول صرف چاي بوده است نيوتن به او گفته كه ايده گرانش در يك چنين حايي به ذهنش خطور كرده است. استوكس مي‌‌نويسد:«او در حالي كه نشسته و در فكر فرو رفته بود سقوط يك سيب توجهش را جلب مي‌كند و به مفهوم گرانش پي مي‌‌برد. پس از آن به تدريج خاصيت گرانش را در مورد حركت زمين و اجسام سماوي به كار مي‌‌برد........» البته بايد گفت: اينكه سيب مذكور به سر آيزاك نيوتن خورده است يا خيرمعلوم نيست! آيزاك نيوتن تا سال ۱۶۷۸ ،يعني تقريبا تا ۲۲ سال پس از درك مفهوم اساسي گرانش نتايج محاسبات خود را به طور كامل منتشر نكرد. در اين سال دستاوردهايش را در كتاب مشهور اصول كه از آثار بزرگ اوست منتشر كرد. از دلايلي كه باعث مي‌‌شد او نتايج خود را انتشار ندهد، مي‌توان به دو دليل اشاره :يكي شعاع زمين ،كه براي انجام محاسبات لازم بود و آيزاك نيوتن آن را نمي‌دانست و ديگري، آيزاك نيوتن به طور كلي از انتشار نتايج كار خود ابا داشت زيرا مردي كمرو و درونگرا بود واز بحث و جدل نفرت داشت. راسل در مورد او مي‌‌گويد:«اگر او با مخالفت‌هايي كه گاليله با آن‌ها مواجه بود ،روبرو مي‌‌شد، شايد هرگز حتي يك سطر هم منتشر نمي‌كرد. در واقع ،ادموند هالي(كه ستاره دنباله دار هالي به نام اوست) باعث شد آيزاك نيوتن كتاب اصول را منتشر كند. آيزاك نيوتن در كتاب اصول از حد مسائل سيب-زمين فراتر مي‌‌رود و قانون گرانش خود را به تمام اجسام تعميم مي‌دهد. گرانش را مي‌توان در سه قلمرو مطالعه كرد: جاذبه بين دو جسم مانند دو سنگ و يا هر دو شيئ ديگر.اگر جه نيروي بين اجسام به روش‌هاي دقيق قابل اندازه گيري است ولي بسيار ضعيف تر از آن است كه ما با حواس معمولي خود آن را درك كنيم. جاذبه زمين بر ما و اجسام اطراف ما كه يك عامل تعيين كننده در زندگي ماست و فقط با اقدامات فوق العاده مي‌توانيم از آن رهايي پيدا كنيم. مانند پرتاب فضاپيماهايي كه بايد از قيد جاذبه زمين رها شوند. در مقياس كيهاني يعني در قلمرو منظومه خورشيدي و بر هم كنش سياره‌ها و ستاره ها،گرانش نيروي غالب است. آيزاك نيوتن توانست حركت سيارات در منظومه خورشيدي و حركت در حال سقوط در نزديكي سطح زمين را با يك مفهوم بيان كند.به اين ترتيب مكانيك زميني و مكانيك سماوي را كه قبلا از هم جدا بودند در يك نظريه واحد با هم بيان كند.از نظريه‌هاي ديگر مي‌توان به نظريه گرانش اينشتين يا همان نسبيت عام و همچنين نظريه‌هاي كوانتومي اشاره كرد كه در اكثر آنها (نظريه‌هاي كونتومي) عامل انتقال گرانش ذرات بوزوني بنام گرويتون (Graviton) هستند....... ..... تئوري نسبيت عام انيشتين: نيوتون فرض مي كرد كه نيروي گرانش به طور لحظه اي عمل مي كرد . نظر او اين بود كه اعمال شدن كشش خورشيد بر روي زمين محتاج زمان نيست ، و بر هم كنش هاي گرانشي ، حتي در فواصل نامحدود ستارگان ، در آني روي مي دهد . انيشتين به نادرست بودن اين نظر پي برد ، چرا كه هيچ بر هم كنشي ( و همچنين هيچ جسمي ) نمي تواند سريع تر از سرعت نور منتشر شود . از اين رو ، انيشتين تكميل نظريه ي جديدي را در باره ي گرانش آغاز كرد كه در آن هم سرعت انتشار گرانش همان سرعت نور باشد و هم بتواند حركت هاي سيارات را به خوبي نظريه ي نيوتون توضيح دهد. به فرجام رساندن اين كار ، نه از نظر فرمول بندي رياضي آسان بود و نه به راحتي در تصور مي آمد . انيشتين مجبور بود كه پيش از ترسيم تصوير كاملي از گرانش ، بعضي از تصورات پيشين درباره ي ماهيت فضا ، زمان و حركت را كنار بگذارد . وي لازم ديد كه منظره ي ساده و به راحتي قابل تصوري كه از فضا داريم ، يعني فضاي مسطح سه بعدي ، را نيز كنار بگذارد . در عوض ، آنچه از جانب انيشتين مطرح و نشان داده شد اين بود كه ميدان گرانشي در فضا ، مثلا ميدان ناشي از وجود خورشيد ، به اعوجاجي در فضا مي انجامد ، كه شدت آن به ميزان جرم جسم بستگي دارد . علاوه بر اين ، انيشتين دريافت كه صرفا در قالب جهان سه بعدي نمي توان به راحتي اين موضوع را درك كرد و از اين رو ، در معادلات خود ، زمان را به منزله ي بعد چهارم به كار برد. ما معمولا فرض مي كنيم كه يك رويداد تنها در فضا روي مي دهد و بنابراين فكر مي كنيم كه هر رويداد را تنها به كمك سه عدد ، كه مختصات فضايي آن را نشان مي دهد ، مي توان وصف كرد . انيشتين رويداد ها را در فضا-زمان توصيف كرد ، اما باز قدمي جلوتر نهاد و فرض كرد كه چهار بعد فضا-زمان مي تواند خميده باشد. سرانجام ، در 1916 ، نظريه ي نسبيت عام به طور كاملا رياضي بسط داده شد ، كه شامل معادلات توصيف كننده ي انحناي فضا-زمان در پيرامون يك جسم پر جرم بود. براي اين كه اين مساله را راحت تر تجسم كنيد ، لحظه اي فكر كنيد كه فضا-زمان ، به عوض چهار بعدي بودن ، دو بعدي است . ما مي توانيم اين فضا-زمان دو بعدي را به صورت يك صفحه ي مسطح ، كه هيچ جسم داراي جرم در مجاورت آن نيست ، نشان دهيم . اما در حضور يك جسم ، مانند خورشيد ، صفحه ي مسطح معوج مي شود . فرورفتگي ظاهر مي گردد كه نشانگر انحناي فضا-زمان در نتيجه ي ميدان گرانشي جسم است . هر چه جرم جسم بيشتر باشد ، به فرورفتگي بزرگتري در فضا-زمان مي انجامد . هر جسمي كه به قدر كافي به اين فرو رفتگي نزديك شود مجبور است كه مسير خود را تغيير دهد . اگر حركت جسم بسيار آرام و كاملا به سمت مركز فرورفتگي باشد ، به درون حفره ي فرورفتگي مي افتد و در ته آن ساكن مي شود . اگر جسم به هنگام حركت به سوي خورشيد ، سرعت كافي داشته باشد ، خورشيد را پشت سر مي گذارد ، اما مسير آن خط راست نخواهد بود . جسم ، موقعي كه از فرورفتگي عبور مي كند ، مستقيم ترين مسير ممكن را طي مي كند ( خط ژئودزيك) ، اما آشكا است كه اين خط نمي تواند خط مستقيم باشد ، زيرا صفحه اي كه جسم در آن حركت مي كند ، خميده است. از اين رو ، جسمي مانند يك دنباله دار ، هنگامي كه از كنار خورشيد مي گذرد ، در اثر گرانش خورشيد چنان تغيير مسير مي دهد كه پس از عبور از مجاورت آن ، راستايي كاملا متفاوت را در پيش مي گيرد . به همين ترتيب ، سياره اي مانند زمين ، علي رغم سرعت بسيار زيادي كه در فضا دارد ، گرفتار فرورفتگي فضا-زمان خورشيد مي شود و در ميان دامنه هاي اين فرورفتگي براي هميشه گردش مي كند. ....... سياه چاله چيست؟: به طور ساده سياه چاله قسمتي از فضا است كه جرم متمركز بسيار زيادي دارد بطوري كه هيچ جسمي شانسي براي فرار از جاذبه ي آن ندارد. تا به امروز بهترين تئوري براي جاذبه تئوري نسبيت اينشتين است و ما بايد در نتايج اين نظريه به اندازه ي كافي د قيق شويم تا بتوانيم سياه چاله ها را در جزئيات اين نظريه پيدا كنيم . فرض كنيد شما روي سطح سياره اي ايستاده ايد و سنگي را به هوا مي اندازيد اگر آنو به اندازه ي كافي با شدت به بالا پرتاب نكنيد آن سنگ به اندازه كمي بالا مي رود اما بعد از مدتي به علت شتاب جاذبه زمين آن سنگ شروع به سقوط مي كنه اگر شما به اندازه ي كافي آن سنگ رو محكم به هوا پرتاب كنيد شما مي توانيد آن رو از دام جاذبه ي آن سياه خارج كنيد و آن تا ابد در حال اوج گيري نسبت به آن سياره به حركت خود ادامه مي دهد به سرعتي كه شما لازم داريد تا سنگ از جاذبه ي آن سياره فرار كند " سرعت گريز " گفته مي شود همان طور كه حدس زده مي شود سرعت گريز به جرم سياره بستگي داره اگر سياره به اندازه ي كافي جرم زياد داشته باشد قاعدتا سرعت گريز بيشتري را طلب مي كند البته اين تنها عامل سرعت گريز نيست بلكه فاصله ما تا مركز سياره هم شرط ديگري است كه بر سرعت گريز تاثير مي گذارد رابطه ي فاصله با سرعت گريز رابطه ي عكس است براي مثال سرعت گريز از سطح سياره ي زمين 11/2 كيلومتر بر ثانيه است يا 25000 مايل بر ساعت در صورتي كه سرعت گريز از سطح ماه فقط 2/4 كيلومتر بر ثانيه است يا 5300 مايل بر ساعت (براي تبديل اين سرعت ها از سيستمي كه در پايين صفحه قرار دارد مي توانيد استفاده كنيد) حال تصور كنيد كه جسمي با جرمي فوق العاده زياد و شعاع فوق العاده كم داريم كه سرعت گريز از سطح آن به اندازه ي سرعت نور است سرعت گريز را از رابطه ي زير محاسبه مي گردد : V2=MG/R كه در آن V سرعت گريز از مركز ، M جرم سياره ، G ثابت گرانش و R فاصله ما تا مركز سياره است كه اگر ما روي سطح آن قرار گرفته باشيم برابر با شعاع آن سياره خواهد شد. شروع اوليه ي مطالعه ي چگالي شديد سياه چاله ها در سده ي 18 شروع شد ، تقريبا به فاصله ي كمي از انتشار نظريه ي نسبيت اينشتين كارل شوارتسشيلد موفق به حل معادله اي شد كه در مورد يك شي بحث مي كرد بعد ها اشخاصي مانند اپنهايمر ، ولكف و اشنايدر در سال 1930 متوجه وجود شي اي به نام سياه چاله در جهان شدند (البته واژه ي سياه چاله در سال 1969 توسط دانشمندي به نام جان آرچيبالد ويلر ابداع شد) اين دانشمندان نشان دادند كه وقتي ستارگان پر جرم سوخت خود را به طور كامل از دست مي دهند نمي توانند خود را تحمل كنند و نيروي جاذبه خودشان بر خودشان غلبه مي كند و آنها را به اصطلاح رمبيده مي كند به درون خود. در جهان نسبيت گرانش خود را در لباس خمش فضا و زمان نشان مي دهد . اجرام پر جرم فضا زمان را خميده مي كنند ، به اين دليل است كه هندسه نمي تواند آن را توصيف كند در كنار سياه چاله خمش فضا بسيار شديد است و به همين دليل خصوصيتهاي سياه چاله عجيب به نظر مي رسد سياه چاله ها داراي خصوصيتي به نام افق رويداد است اين افق رويداد سطحي كروي شكل است كه از آن به مرز سياه چاله ها نام برده مي شود شما مي توانيد داخل آن شويد اما نمي توانيد از آن خارج شويد در واقع به محض آنكه شما وارد آن شويد شما محكوم شده ايد كه به سمت مركز تكينگي كه در مركز سياه چاله واقع شده است كشيده شويد . شما مي توانيد فكر كنيد كه افق رويداد مكاني است كه سرعت گريز از آن برابر با سرعت نور است قاعدتا خارج است افق رويداد سرعت گريز كمتر از سرعت نور است براي يك رصدگر وقتي كه به افق رويداد نگاهي مي اندازيم البته نه با امكانات رصد چشمي بلكه راديويي و ... افق رويداد را سطحي كاملا كروي ثابت خواهيم يافت ولي اگر به آن كمي نزديك تر شويم متوجه تندي آن مي شويم در واقع آن دارد با سرعت نور حركت مي كند پس ما براي اينكه بتوانيم از سياهچاله فرار كنيم بايد سرعتي مافوق نور داشته باشيم . هنگامي كه به افق وارد شويد مختصات وضعيت فاصله شما از مركز به طور شتابداري كم مي شود ولي در عوض به خاطر هندسه ي منحصر به فرد سياه چاله ها مختصات زمان شما به طور شتابدار به سمت جلو مي رود به طوري كه شما فلواقع در آينده به سر خواهيد برد . ............

انواع سياهچاله :

شوارتس شيلد: ساده ترين نوع سياهچاله‌هاست، بار و چرخش ندارد، تنها يك افق رويداد و يك فوتون كره دارد، از آن نمي توان انرژي استخراج كرد. شامل تكينگي ، نقطه‌اي است كه در آن ماده تا چگالي نامحدود در هم فرو رفته است......... رايزنر- نورد شتروم: هم بار دارد وهم چرخش ، مي تواند دو افق رويداد داشته باشد ، اما تنها يك فوتون كره دارد. شامل يك تكينگي نقطه اي است كه وجود آن در طبيعت نامحتمل است، زيرا بارهاي آن همديگر را خنثي مي كنند...... كر: چرخش دارد، اما بار ندارد. بيضي و از بيروني حد استاتيك است. منطقه تيره ميان افق رويداد و حد استاتيك ارگوسفر است، كه مي توان از آن انرژي استخراج كرد. مي تواند دو افق رويداد و دو حد استاتيك داشته باشد. دو فوتون كره دارد. شامل يك تكينگي حلقه‌اي است........... .. كر- نيومان: هم بار دارد و هم چرخش ، همان سياهچاله كر است، جز اينكه بار دارد، ساختارش شبيه ساختار سياهچاله كر است. مي‌توان از آن انرژي استخراج كرد. يك تكينگي حلقه‌اي دارد... .... به نظر پژوهشگران چهارنوع سياهچاله همچنانكه ذكر شد مي تواند وجود داشته باشند. مهمترين موضوع در باب سياه چاله آنست كه، بدانيم ماده در داخل سياهچاله‌اي كه حاصل آمده است در نهايت به چه سرنوشتي دچار مي شود؟ اختر فيزيكدانان مي‌گويند: اگر مقداري ماده به داخل حفره سياه از قبيل آنچه كه از يك ستاره وزين مرده بجاي مانده بيندازيد، نتيجه نهايي همواره الزاما يك چيز خواهد بود و تنها جرم ، بار الكتريكي و اندازه حركت زاويه اي كه جسم با خود حمل مي كند باقي خواهند ماند. اما اگر كل جهان به داخل حفره سياه خود بيفتد، يعني به شكل سياهچاله در آيد، ديگر حتي كمياب بنيادي (جرم) ، بار الكتريكي و اندازه حركت زاويه اي نيز ناپديد مي گردند.

(شعاع شوارتس شيلد : )

بعد از مدت كمي كه از انتشار نسبيت عام گذشته بود كارل شوارتسشيلد اخترشناس آلماني با بررسي معادلات اين نظريه راه حلي را يافت كه فضاي اطراف جسم فشرده بسيار پر جرمي را كه ميدان گرانشي بسيار شديدي دارد توصيف مي كرد اين نكته مهم است كه بگوييم نيروي گرانش نه تنها به جرم بلكه به فاصله نيز بستگي دارد شوارتسشيلد دريافت كه اگر جرم يك جسم چنان متراكم شود كه در واقع تمام جرم آن در مركزش جاي بگيرد آنگاه فضا-زمان در فاصله ي معيني از جسم كه همان شعاع شوارتسشيلد است هندسه ي خاصي به خود مي گيرد جالب است كه بگوييم كه هيچ چيز نمي تواند از اين شعاع بگذرد و آنرا پشت سر بگذارد آنچه كه در نزديكي شعاع شوارتسشيلد روي مي دهد از ۲ زاويه ديد متفاوت است ۱- از بيرون : از بيرون از شعاع شوارتسشيلد اگر ما در جائي ساكن باشيم خواهيم ديد كه آن فضاپيمائي كه به داخل سياه چاله دارد سقوط مي كند تا بينهايت بايد سفر كند تا به جسم مركزي كشيده شوند ۲- از داخل : به محض اينكه پا به داخل اين شعاع مرگبار بگذاريد دنيا پيش روي شما تيره و تار خواهد شد. ببينيد هر جسمي شعاع شوارتسشيلد مخصوص به خود را دارد نه اينكه بگوييم فقط سياه چاله ها دارند ...شعاع شوارتسشيلد هر جرمي از فرمول زير محاسبه مي شود... توجه داشته باشيد كه r اندازه ي شعاع G ثابت جهاني گرانش M جرم ماده ي مورد نظر و در نهايت C سرعت نور است براي جرم ۳۰ منظومه شمسي شعاع شوارتسشيلد برابر است با ۱۰۰ كيلومتر!!!....... جالب اينجاست كه شخصي با نام جان ميشل در سال ۱۷۸۳ نكته اي جالب را كشف كرد كه سرعت گريز از سطح اين چنين جرمهايي (مانند سياه چاله ها) را اگر در فرمول زير قرار دهيم سرعت نور بدست خواهد آمد يعني سرعت گريز از سطح براي يك همچين جرمهايي سرعت نور است: V2/2=GM/r ............ (V سرعت گريز از سطح است) همان طور كه گفته شد زمان در اين شعاع با زمان جهاني فرق زيادي مي كند و در واقع داخل آن به چشم ناظر خارح آن صفر است و اگر شخصي را در آنجا ببيند در حالت سكون خواهد ديد اين جاذبه كه زمان را در واقع نگه مي دارد كار ديگري را هم انجام مي دهد تا به حال كلمه ي انتقال به رنگ قرمز خطوط طيفي به گوشتان خورده است وقتي جسمي آسماني پر جرم از خود پرتو بلند قرمز ساطع مي كند اين پرتو به دليل گرانش بالاي جرم آسماني و تاثير جاذبه روي نور به رنگ قرمز متمايل مي شود بله در اين جاذبه ي زياد نور يك همچين حالتي را پيدا مي كند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

خصوصيات سياهچاله ها

نيروي گرانش نزديك يك سياهچاله بسيار قوي است چرا كه همه ذرات سياهچاله در يك نقطه در مركزآن متمركز شده اند. فيزيكدانان به اين نقطه، نقطه تمركز (singularity) مي گويند و بر اين باورند كه اندازه آن از هسته يك اتم نيز كوچك تر است.
به سطح يك سياهچاله افق رويداد مي گويند. اين سطح يك سطح معمولي قابل ديدن يا لمس كردن نيست. در افق رويداد، كشش نيروي گرانش بينهايت قدرتمند است. يك شي در اين منطقه تنها براي يك آن مي تواند حضور داشته باشد و سپس در ذرات نورغرق شده و فرو مي رود.
ستاره شناسان براي تعيين اندازه يك سياهچاله شعاع افق رويداد را اندازه مي گيرند. شعاع يك سياهچاله بر حسب كيلومتر برابر است با سه برابر جرم خورشيدي اجرام موجود در سياهچاله. جرم خورشيد برابر است با يك جرم خورشيدي.
هيچ سياهچاله اي به طور دقيق هنوز كشف نشده. دانشمندان براي اثبات اين كه يك جرم فشرده يك سياهچاله است بايستي اثراتي را اندازه گيري كنند كه تنها يك سياهچاله قادر به اعمال و ايجاد آنها مي باشد. انحناي شديد موج نور و كند شدن بيش از حد زمان مي توانند دو نمونه از آثار وجود يك سياهچاله باشند. اما ستاره شناسان اجرام فشرده اي را پيدا كرده اند كه با كمي ترديد مي توان آنها را سياهچاله فرض نمود و ادامه اين مقاله نيز بر اساس اين يافته ها مي باشد.

تشكيل سياهچاله ها

طبق نظريه نسبيت عام، يك سياهچاله زماني ايجاد مي شود كه يك ستاره سنگين سوخت هسته اي خود را به اتمام مي رساند و پس از آن توسط نيروي گرانش خودش فشرده مي گردد. تا هنگاميكه ستاره در حال مصرف سوخت مي باشد، انرﮊي ناشي از آن تعادل ستاره را در برابر نيروي گرانش حفظ مي كند. پس از اتمام سوخت ستاره ديگر قادر به تحمل وزن خود نيست در نتيجه مركز ستاره دچار فروريختگي مي شود. اگر جرم مركز ستاره بيش از سه برابر جرم خورشيد باشد، ظرف كمتر از يك ثانيه درون نقطه تمركز فرو مي ريزد.

سياهچاله هاي كهكشاني

اغلب ستاره شناسان بر اين باورند كه كهكشان راه شيري— كهكشاني كه منظومه شمسي ما در آن قرار گرفته – شامل ميليونها سياهچاله است. دانشمندان تعدادي از آنها را در راه شيري پيدا كرده اند. اين اجرام در ستاره هاي دوتايي كه اشعه ايكس صادر مي كنند مي باشند. يك ستاره دوتايي، يك جفت ستاره اند كه دور يكديگر مي چرخند.
در يك ستاره دوتايي كه شامل يك سياهچاله و يك ستاره معمولي است، ستاره در فاصله نزديكي از سياهچاله در گردش است. در نتيجه، سياهچاله گازهاي ستاره را به شدت به درون خود فرو مي برد. سايش و اصطكاك اتم هاي موجود در اين گازها در منطقه افق رويداد دماي گازها را به چندين ميليون درجه مي رساند. به دنبال آن، انرﮊي به صورت اشعه ايكس از اين گازها متشعشع مي گردد. ستاره شناسان اين تشعشعات را با استفاده از تلسكوپ اشعه ايكس تشخيص مي دهند.
ستاره شناسان بر اساس دو دليل مي پذيرند كه يك ستاره دوتايي شامل سياهچاله مي باشد: 1- هر دوتايي كه يك منبع شديد و متغير از اشعه ايكس است. وجود اين اشعه ها اثبات كننده وجود يك ستاره فشرده است. اين ستاره فشرده ممكن است يك سياهچاله و يا جرمي با فشردگي كمتر يعني ستاره نوتروني باشد. 2- يك ستاره مرئي با چنان سرعتي در مدار خود در گردش است كه تنها يك جرم با سه برابر جرم خورشيد ممكن است عامل اين سرعت باشد.

سياهچاله هاي عظيم الجثه

دانشمندان بر اين باورند كه همه كهكشانها داراي يك سياهچاله عظيم الجثه در مركز خود مي باشند. گمان مي رود جرم هريك از اين سياهچاله ها بين يك ميليون تا يك بيليون جرم خورشيدي باشد. ستاره شناسان به اينكه اين سياهچاله ها بيليونها سال پيش در اثر گازهاي متمركز شده در مركز كهكشانها توليد شده باشند مظنون مي باشند.
دلايلي قطعي وجود يك سياهچاله عظيم الجثه در مركز كهكشان راه شيري را اثبات ميكنند . ستاره شناسان بر اين باورند كه اين سياهچاله يك منبع عظيم از امواج راديويي به نام سگيتاريوس آ (Sagittarius A* (SgrA*)) مي باشد. مهمترين دليل براي اينكه ثابت نمايد SgrA يك سياهچاله عظيم الجثه است، سرعت حركت ستاره ها به دور آن است. سريعترين ستاره كه تا به حال در كهكشان راه شيري مشاهده شده هر 2/15 سال يكبار به دور SgrA با سرعت 5000 كيلومتر (3100 مايل) در ثانيه گردش مي نمايد. حركت اين ستاره، ستاره شناسان را متقاعد مي كند كه شئ سنگيني چندين ميليون برابر جرم خورشيد در مركز مدار اين ستاره وجود دارد. تنها جرم شناخته شده كه مي تواند به اين سنگيني باشد و در مركز مدار اين ستاره قرار بگيرد يك سياهچاله است.

 

 

 

 

 

پايان

 

شاهکار جديد دو تلسکوپ هابل و اسپيتزر

   قسمت های س

تلسکوپ اسپیتزر ناسا با همکاری تلسکوپ هابل موفق شده است تا از طوفان ایجاد شده توسط ستارگان جوان در فاصله ی 1500 سال نوری از ما و در درون سحابی جبار تصویری جدید و زیبا ارائه دهد.

این تصویر که  ترکیبی از تصاویر فروسرخ و نور مرئی است چهار ستاره ی بسیار پرجرم را در مرکز سحابی جبار نشان می دهد.به این ستارگان لقب ذوزنقه ای داده اند.در تصویر لکه ای که به رنگ زرد دیده می شود این چهار ستاره غول پیکر را در بر گرفته است.

 

بز رنگ تصویر که در عکس های نور مرئی و فرابنفش تلسکوپ هابل آشکار شده اند ،از گاز هیدروژن و سولفور تشکیل شده که بر اثر تابش های شدید فرابنفش ستارگان ذوزنقه ای داغ و یونیزه شده اند.در همین حال ، تصاویر فروسرخ تلسکوپ اسپیتزر مولکول های غنی از کربن را در این سحابی آشکار ساخته است.این مولکول های معدنی توسط تابش های چهار ستاره ی مرکزی داغ شده و نور به رنگ قرمز و نارنجی از خود ساطع می سازند.

 

   مجموعه ی تصاویر دو تلسکوپ ، این سحابی را به صورت رنگین کمانی از رنگ ها و نقاط نورانی نشان می دهد.نقاط زرد-نارنجی که توسط تلسکوپ اسپیتزر آشکار شده اند ، در حقیقت ستاره هایی جوان اند که در اطراف مرکز سحابی در پوششی از گاز و غبار گرفتار شده اند.تلسکوپ هابل نیز ستاره های اطراف را به رنگ سبز و ستاره های زمینه ی تصویر را به رنگ آبی نمایش داده است.

 

    باد های ستاره ای که از خوشه های ستاره ای جوان تولید شده و در سرتاسر این سحابی پخش شده اند ، بر آمدگی ها و فرورفتگی های مشخصی را در سحابی جبار ایجاد کرده اند.مثلا فرورفتگی بزرگ در سمت راست تصویر توسط باد های چهار ستاره مرکزی سحابی ایجاد شده است.

 

   سحابی جبار که در فاصله ی 1500 سال نوری از ما واقع شده ، نورانی ترین منطقه را در صورت فلکی جبار (شکارچی) ایجاد کرده است.این سحابی همچنین نزدیک ترین محل تولد ستارگان جوان به ما محسوب می شود و دانشمندان بر این باورند که این سحابی بیش از 1000 ستاره ی جوان را در بر گرفته است.

منبع: nojum.ir

نظريه ابر ريسمانها

مقدمه:  اما در واقع يك ريسمان از چه چيزي ساخته شده است؟ يك ريسمان يك مقدار كوچك انرژي است و در اينجا هيچ چيزي كوچكتر از اين مقدار انرژي نيست.

در نظريه ي ريسمان به جاي اينكه هر ذره را مستقل در نظر بگيريم به صورت رشته اي پيوسته با شكلهاي مختلف درنظر ميگيريم , مثلا الكترون را مي توان مانند يك النگو رشته اي بدانيم كه دو سرش بهم گره خورده و حلقه دايره اي تشكيل داده است. علت بوجود آمدن اين نظريه اين بود كه گرانش با كوانتوم مشكل دارد. همچنانكه گفته شد در دنياي ما چهار نيروي اصلي بنامهاي الكترومغناطيسي، هسته اي قوي، هسته اي ضعيف و گرانشي وجود دارد. سه نيروي اول به ترتيب مي توانند با هم در انرژيهاي بالا متحد شوند و يك نظريه واحد داشته باشند. يعني انشعاباتي از يك نظريه ي اصلي باشند. اصطلاحاٌ مي گويند اين سه نظريه در انرژيهاي بالا تقارن دارند و در انرژيهاي معمولي دچار شكست خودبخودي تقارن مي شوند. اما چهارمين نيروي اصلي يعني گرانش دو مشكل اساسي دارد. يكي وحدت نيافتن با سه نيروي ديگر و ديگر اينكه اگر ذرات را نقطه اي در نظر بگيريم، سطح مقطع برهم كنش نيروي گرانشي بين دو ذره ي نقطه اي كه بهم نزديك مي شوند طبق نظريه ي كوانتومي بي نهايت بدست مي آيد. از اينرو ذرات بصورت ريسمانهاي يك بعدي در نظر گرفته شدند. مثلا الكترون يا كواركها همگي ريسمانهاي بسته و حلقوي با شكلهاي مختلفند. در اين تصورجديد، ديگر برهم كنش ذرات در زمان و مكان خاص رخ نمي دهد بلكه شما دو حلقه داريد كه در فضا بهم نزديك مي شوند و با عكسبرداي تخيلي يك پوسته به شكل شلنگ نمايش داده مي شود. مثل اينكه دو شلنگ بهم برخورد كرده باشند و دو شلنگ جديد بوجود آورده باشند. در اين نظريه هم وحدت ميسر است و هم بينهايتهاي گرانش كوانتومي برطرف مي شود.

 

چكيده:

ابعاد اضافي: نظريه ي ريسمان ادعا مي كند كه دنياي ما ده بعديست. يعني نه بعد مكاني و يك بعد زماني دارد. اين برخلاف تجربيات ماست. يعني ما فكر مي كنيم كه در دنيايي با سه بعد مكاني و يك بعد زماني زندگي مي كنيم. به همين دليل توجيه مي كند كه شش بعد اضافي در واقع در دنياي ما وجود دارند ولي فشرده شده اند. فشرده شدن يعني اينكه مثلا شما يك شلنگ را از فاصله ي دور بصورت يك بعدي مي بينيد اما از نزديك بصورت يك استوانه ي دو بعدي. امروزه برخي از نظريه پردازان ريسمانها بحث ابعاد بيشتر، حتي 26 بعد را مطرح كرده اند.

پوسته ها: يك پوسته چيزي است كه يك ريسمان روي آن قرار دارد. فرض كنيم يك پوسته يك فضاي سه بعدي است(مانند فضاي ما). بعد فرض كنيم ميدانها روي اين پوسته ها هستند. فوتون روي اين پوسته هاست و شش بعد ديگر تاريك است. فوتون فقط روي اين پوسته ها زندگي مي كند. و ما ابعاد اضافي را نخواهيم ديد. همچنين گراويتون در همه ي فضا وجود دارد. كنش ذرات با گراويتون در نه بعد انجام مي شود. اثر گراويتون در اين ابعاد اضافي آنقدر كوچك است كه ما فقط آثار گرانش را مشاهده مي كنيم.

 

M-Theory: نظريه هاي مختلفي تحت عنوان نظريه ريسمانها ارائه مي شود كه توضيحات متفاوتي از يك پديده فيزيكي مي دهند. در حقيقت پنج نوع نظريه ريسمانها وجود دارد:

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

دو نوع E8, SO32   مخلوط نوع دو و نظريه ريسمان بوزونيك هستند.

در نظريه ريسمانها نگرش به ذرت شبيه سيمهاي گيتار است كه تحت كشش هاي مختلف، نتهاي متفاوتي را توليد مي كنند.

 

ريسمان چيست؟

رشته سيمهاي گيتار را تصور كنيد كه با كشيده شدن در طول گيتار كوك شده‌اند؛ بسته به آنكه سيمها چقدر كشيده شوند و تحت فشار قرار گيرند، نت‌هاي موسيقي مختلفي بوسيله آنها ايجاد مي‌شود. مي‌توانيم اين نت‌هاي موسيقي را حالتهاي برانگيخته سيمهاي گيتار تحت كشش بناميم. به طور مشابه در تئوري ريسمان ذرات بنيادين كه در شتابدهنده‌ها مشاهده مي‌شوند را مي‌توانيم نت‌هاي موسيقي و يا همان حالتهاي برانگيخته فرض كنيم.

در تئوري ريسمان همانند نواختن گيتار، ريسمانها بايد تحت كشش قرار بگيرند تا برانگيخته شوند.

كشش ريسمان

 اگرچه ريسمانها در تئوري ريسمان در فضا-زمان شناور هستند و مانند گيتار مقيد نيستند وليكن با اين حال آنها كشش دارند، كشش ريسمان در تئوري ريسمان  با كميت:

α'  متناسب با مربع طول ريسمان

اگر تئوري ريسمان تئوري گرانش كوانتوم باشد، پس متوسط اندازه ريسمان بايد چيزي نزديك به مقياس طول گرانش كوانتوم باشد كه طول پلانك ناميده مي‌شود و حدود ده بتوان منهاي سي و سه سانتيمتر مي‌باشد. متاسفانه اين بدان معناست كه ريسمانها به حدي براي ديدن با تكنولوژي فعلي فيزيك ذرات كوچك هستند كه فيزيكدانان مجبور به ابداع روشهاي جديدي براي آزمايش تئوري شدند.
 

ابر تقارن

تئوري در ابتدا فقط براي بوزون‌ها بود، به منظور اينكه فرميون‌ها هم وارد تئوري ريسمان شوند بايد يك نوع بخصوص از تقارن به نام ابرتقارن وجود مي‌داشت كه به واسطه آن براي هر بوزون، يك فرميون متناظر وجود داشته باشد. پس ابرتقارن، ذرات حامل نيرو و ذراتي كه ماده را مي‌سازند به هم مربوط مي‌كند.
نتايج ابرتقارن در آزمايشات ذرات مشاهده نشده‌اند اما نظريه پردازان معتقد هستند كه ذرات ابرتقارن بزرگتر و سنگين‌تر از آن هستند كه در شتابدهنده‌هاي فعلي بتوان آنها را مشاهده كرد. ايجاد شتابدهنده‌هاي قوي‌تر انرژي بالا در دهه آينده مي‌تواند شواهد لازم براي ابرتقارن در اختيار ما قرار دهند.
 

بهنجارش

مهم نبود كه هر كس چقدر تلاش مي‌كرد، به نظر مي‌رسيد گرانش به هيچ وجه به نظريه‌اي قابل بهنجارش تبديل نمي‌شود؛ يك مشكل بزرگ اين بود كه امواج گرانش كلاسيك كه فرض مي‌شد ذره حامل آن گراويتون است، داراي اسپين 2 بودند و براي اسپين دو عبارت 4j-8+D مساوي D مي شد و براي D=4  انتگرال بينهايت مي شد. و اين براي فيزيكدانان غيرقابل هضم بود و سالها تلاش آنها در راه رسيدن به گرانش كوانتوم ناكام ماند. در اينجا بود كه تئوري ريسمان وارد شد تا اين خلا را پر كند.
تئوري ريسمان در اصل براي توصيف روابط ميان جرم و اسپين هادرون‌ها پيشنهاد شده ‌بود. در تئوري ريسمان، ذرات از برآشفتگي ريسمان‌هاي بسيار ريزي بوجود مي‌آمدند ؛ يك ذره كه از اين برآشفتگي‌ها بر مي‌خواست، ذره‌اي بود با جرم صفر و دو واحد اسپين.
موفقيتي كه تئوري ريسمان داشت اين بود كه در مدل دياگرامهاي فاينمن، دياگرامها به سطوح صاف دو بعدي تبديل مي‌شدند و انتگرالهاي روي سطح ديگر مشكل فاصله صفر را نداشتند

دياگرام تئوري ذره‌اي

دياگرام تئوري ريسمان

تئوري ريسمان و تئوري گرانش كوانتوم

در 1974 نهايتا اين سوال مطرح شد كه " آيا تئوري ريسمان مي‌تواند تئوري گرانش كوانتوم باشد؟ ".
در تئوري ريسمان، ممنتوم بينهايت به معناي فاصله صفر نبود، زيرا در اين تئوري رابطه بين ممنتوم و فاصله به قرار زير بود:

كميت a' به تنش ريسمانها بستگي داشت، كميتي بنيادين بر اساس رابطه

رابطه بالا به طور غيرمستقيم بيان مي‌كند كه كمترين طول قابل مشاهده براي تئوري ريسمان به صورت زير است:
 

 

رفتار ذره در فاصله صفر كه در تئوري ميدان كوانتوم بسيار مشكل‌ساز بود، در تئوري ريسمان بسيار بي‌اهميت شد و همين باعث شد كه تئوري ريسمان نامزد تئوري گرانش كوانتوم شود.
اگر تئوري ريسمان ، تئوري گرانش كوانتوم باشد، مقدار طول مينيموم بايد حداقل اندازه طول پلانك باشد كه از تركيب ثابت پلانك و ثابت گرانش نيوتون و سرعت نور بدست مي‌آيد:

لازم به ذكر است كه مساله مقياس طول در تئوري ريسمان به خاطر دوگانگي ريسمان‌ها پيچيده و مشكل شد. ( (heterotic E₈

مطرح كنندگان نظريه ي ريسمان براي توصيف اين حالت ابرتقارن را وارد اين نظريه كرده اند كه در اين صورت هر دو هم فرميون ها داراي جايگاه هستند و هم بوزون ها . در اين صورت نظريه هايي پديد مي آيند كه ابرريسمان ناميده مي شوند . نظريه هاي ابر ريسمان بر پنج نوعند. 

 

يك تصوير نو از تئوري ريسمان

 

متخصص هاي نظريه ي ريسمان بر اين باور هستند  كه پنج تئوري ابر ريسمان وجود دارد . نوع  I  ، نوع  IIA  و نوع IIB  و دو حالت تئوري ريسمان اكتشافي يا هترو تيك كه عبارتند از :

 

اين پنج تئوري ابر ريسمان به يكديگر متصل هستند . همچون يك تئوري خاص و پايه اي . اين تئوري ها به دگرگوني وابسته اند كه به آن دوگاني مي گوئيم . اگر دو تئوري با دوگاني دگرگوني وابسته باشند ، بدان معنا است كه اولين تئوري مي تواند در برخي از راه ها دگرگون شده باشد . به اين دو تئوري دوگانه براي يكديگر گفته مي شود .

اين كميت هاي پيوند دوگانگي ها جدا از هم تصور مي شدند . مقياس ها فاصله هاي كم و زياد ،  نيرو ،  طول و ... . اين كميت ها هميشه در فيزيك در هر دو تئوري ميدان هاي كلاسيك و تئوري ذرات كوانتومي  داراي حد خاصي هستند . اما ريسمان ها مي توانند تفاوت بين كوچكي و بزرگي ، نيرومندي و ضعف باشند .

 

آنتروپي سياهچاله چيست ؟

 

عقيده نظريه ريسمان در زمينه ي سياهچاله : همانطور كه مي دانيم سياهچاله ها نتيجه معادلات اينشتين هستند و چون تئوري ريسمان وجود گرانش را مي پذيرد و شامل معادلات اينشتين نيز مي شود پس وجود سياهچاله ها را نيز مي پذيرد . اما تئوري ريسمان بيشتر از تقارن جالب انواعي از ماده كه معمولا" در معادلات اينشتين عادي به نظر مي رسند بر خواسته است . بنابراين سياهچاله در بافت تئوري ريسمان موضوعي جالب براي مطالعه هستند .  

 

زماني كه اين موضوع كشف شد كه سياهچاله ها مي توانند با توجه به فرايند هاي كوانتومي نابود شوند به نظر مي آمد كه آنتروپي و دما دارايي ترموديناميك هستند . دماي سياهچاله با معكوس جرمش متناسب است . بنابراين سياهچاله با نابودي اش گرم و گرمتر از دوره ي سابق خود مي شود . آنتروپي سياهچاله يك چهارم منطقه ي افق رويداد است ، بنابراين آنتروپي همچون سياهچاله كوچك و كوچكتر مي شود و در نتيجه منطقه ي افق رويداد نيز رفته رفته كاهش مي يابد .  

حال بايد گفت كه در تئوري ريسمان نقل روشني بين زير كوانتوم ها و تئوري كوانتوم و فرض آنتروپي سياهچاله وجود ندارد .

 

ريسمان ها و گرانش

 

اگر تئوري ريسمان همان تئوري گرانش است چطور مي توانيم را با تئوري گرانش اينشتين مقايسه كنيم ؛ چه رابطه اي بين هندسه ي فضا - زمان و تئوري ريسمان وجود دارد .

ساده ترين نوع براي تصور سفر يك ريسمان در فضا - زمان تخت d بعدي ، به معناي سفر از يك سوي فضا به سوي ديگر آن است. در صورتي كه صداي تيك تيك زمان به گوش مي رسد . يك ريسمان يك جسم يك بعدي است ، اين بدان معنا است كه اگر  بخواهي در طول يك ريسمان سفر كني فقط مي تواني به جلو و عقب بروي و اين امكان وجود ندارد كه به يك سو يا بالا و يا پائين بروي . يك ريسمان مي تواند به يك سو مثلا" بالا و پائين در فضا - زمان حركت كند . اگر چه يك ريسمان همچنين مي تواند گردادگرد فضا - زمان حركت كند . آنها در يك سطح از فضا زمان كشيده مي شوند و همانند جارويي عمل مي كنند كه به آن ريسمان ورد شيت ( كلمه ي ورد شيت يك واژه ي انگليسي است كه به صورت worldsheet   است اين كلمه معادلي صريحي در فارسي ندارد ولي اگر بخواهيم معادلي براي آن بيابيم مي توانيم بگوئيم صفحه يا ورقه جهاني ) كه در واقع دو بعد از سطح و يك بعد از فضا و يك بعد از زمان است .

 

ريسمان ورد شيت يك كليد براي تمام فيزيك ريسمان ها است . يك ريسمان نوسان مي كند و از ميان چهار بعد فضا - زمان سفر مي كند . اين نوسان ها مي توانند در دو بعد ريسمان ورد شيت نمايان گر شوند كه همچون منظره ي اين نوسان ها در دو بعد در تئوري كوانتوم گرانشي است . در واقع بايد اين نوسان هاي ايجاد شده با مكانيك كوانتوم و تئوري نسبيت خاص هماهنگ باشند . تعداد ابعاد فضا - زماني در تئوري ريسمان براي نيروها كه همان تئوري بوزونيك است به  26 تا محدود مي شود و 10 بعد از آن در تئوري بوزونيك ، فرميونيك كه همان ابر ريسمان است مشترك است.

بنابراين گرانش از كجا مي آيد ؟ 

اگر ريسمان ها در فضا - زماني كه توسط ريسمان هاي ديگر محصور است سفر كنند ، سپس طيف نوسان يك ذره با 2 اسپين و جرم صفر را شامل مي شود ، در اين صورت ذره گراويتون خواهد بود كه حامل نيروي گرانشي است .

جايي كه گراويتون وجود دارد بايد گرانش نيز وجود داشته باشد . گرانش در كجاي تئوري ريسمان جاي دارد ؟

 

 

ريسمان ها و هندسه فضا - زمان

 

 

اگر يك ريسمان در فضا - زمان خميده به سفر بپردازد ،  با اين خميدگي متناسب مي شود، همچون يك ريسمان تكثير يافته . و اين سازگار با مكانيك كوانتوم و معادلات اينشتين در مورد خميده شدن فضا - زمان است . حال اين امري واقعي است ! اين نتيجه اي متقاعد كننده براي مطرح كنندگان تئوري ريسمان بود . تنهاذ تئوري ريسمان از فيزيك فضا - زمان خميده گرانش را پيش بيني نمي كند ، اما مي گويد كه معادلات اينشتن از فضا ?-زمان خميده در تكثير ريسمان ها اطاعت مي كنند .

 

آيا فضا - زمان بنيادي است ؟

 

رابطه ي پيچيده اي بين تئوري ريسمان و فضا - زمان وجود دارد . تئوري ريسمان از  معادلات اينشتين به طور كامل اطاعت نمي كند . در تئوري ريسمان سري هاي زيادي براي اصلاح تئوري گرانش وجود دارد . در شرايط پائين تر از نرمال اگر ما فقط به مقياس بزرگتر از ريسمان ها نگاه كنيم اين فواصل قابل ملاحظه نيست . اما اگر مقياس فاصله  كم باشد اين اصلاح ها بزرگتر مي شوند تا از معادلات اينشتين براي توصيف نتيجه بزرگتر نشوند .

 

در حقيقت زماني كه سطح اين اصلاحات بزرگتر شود هندسه فضا -زماني براي تضمين  توصيف نتيجه وجود ندارد . در واقع معادلات براي محاسبه ي فضا - زمان غير ممكن مي شود . اما چيزي كه در اين تئوري در فاصله هاي زياد نمايان گر مي شود پيوندي ضعيف است . اين عقيده اي با درگيري هاي بزرگ فلسفي است  .

 

فاصله هاي كم و زياد

 

تقارن دوگانه كه استعداد هاي پيچيده و مبهمي براي تشخيص مقياس فاصله هاي زياد و كم مي خواهد دو گانگي تي T - duality خوانده مي شود . و از حدود ابعاد اضافه در تئوري ابر ريسمان كه حدود شش تا است مي آيد .

 

فرض كنيد ما در فضا -زمان 10 بعدي هستيم كه بدين معنا است كه 9 بعدي فضايي و يك بعد زماني دارد . گرفتن يكي از اين نه بعد فضايي دايره اي به شعاع R  مي سازد . كه در جهت براي فاصله

 

يك ذره كه دور اين دايره به سفر مي پردازد، داراي مقدار حركتي خواهد بود كه گرداگرد اين دايره است. اما موضوع در رابطه با يك ريسمان كاملا" تفاوت دارد . زيرا در سفر ، ريسمان مي تواند دور دايره را خميده كند . عدد زماني پيچيدن اين ريسمان به دور دايره عدد پيچ در پيچ خوانده مي شود.

ׅ₈ و ديگري ريسمان (heterotic SO(32) ) تفكر اين است كه از بين اين پنج نماينده براي تئوري ريسمان تنها يك تئوري درست است. يك تئوري  براي همه چيز  و مي گفت كه فضا - زمان ده بعدي در چهار بعد كه امروزه توسط دانشمندان تأييد شده است فشرده شده است . ديگر تئوري ها سعي در اين داشتند كه تئوري ريسمان را رد كنند .L=2p R گرفته مي شود . شما در دور اين دايره حركت مي كنيد و به جايي كه از آنجا حركت خود را آغاز كرده ايد باز مي گرديد .

مقدار L_st²/R   تغيير مي دهيم ، در حالي كه L_st طول ريسمان است . اگر  R  از طول ريمان خيلي كوچكتر باشد سپس مقدار L_st²/R بسيار بزرگ خواهد شد ؛ بنابراين مقدار مبادله و نوع پيچش ريسمان تبادل يك مقياس فاصله اي بزرگ با يك مقياس فاصله اي زياد است .

http://www.parssky.com

http://nojoom-frh.persianblog.com

 

 

 

حال مورد عجيب در مورد تئوري ريسمان اين است كه اين مقدار و اين نوع پيچش مي تواند تعويض شود . ما ميزان اين طول را با تغيير شعاع دايره با

 

اين نوع از دوگانگي دوگانگي تي T - duality   خوانده مي شود . دوگانگي تي به تئوري هاي ابرريسمان نوع هاي IIA  و IIB  است . اين بدان معنا است كه اگر اين دو تئوري در روي يك دايره فشرده شوند ، سويچ مقدار و نوع پيچش و سويچ مقياس فاصله اي با تأثير دو تئوري بروي يكديگر تغيير مي كند .

 

بنابراين دوگانگي تي در مقياس هاي مختلف داراي تفاوت است . مثلا" در مقياس هاي فاصله اي بسيار بزرگ براي مقدار كم در ريسمان ها است و نوع پيچش براي ريسمان با مقياس هاي بسيار كوچك . حال همه ي اين گفته تفسير جالبي از اين است كه فيزيك چگونه بعد از كپلر و نيوتون در جريان بوده و توسعه يافته است .

 

ريسمان ها و پيوند ضعيف  

 

ثابت اتصال و پيوند چيست ؟ اين يكي از اعدادي است كه در مورد چگونگي نيرو و كنش متقابل سخن مي گويد . براي مثال : ثابت نيوتن ثابت پيوند براي نيروي گرانش است . اگر ميزان ثابت كنوني نيوتن دوبرابر بود سپس ما گرانش را در سطح زمين دو برابر احساس مي كرديم و همچنين از زمين گرانش ماه و خورشيد نيز دو برابر احساس مي شد و غيره . يك ثابت پيوندي بزرگتر بدان معنا است كه آن نيرو قوي تر است و ثابت پيوندي ضعيف تر بدان معنا است كه نيروي مورد نظر ضعيف تر است .

 

هر نيرويي داراي ثابت پيوندي است . براي مثال در نيروي الكترومغناطيسي ثابت پيوندي با مربع با الكتريكي متناسب است . زماني كه فيزيكدان ها رفتار كوانتوم هاي الكترومغناطيسي را مورد مطالعه قرار دادند ، آنها كاملا" قادر نبودند تا تمام تئوري ها را حل كنند . بنابراين مقداري از قوانين روبه روي خود را مي شكستند تا به توانند معادلات را حل كنند و هر جايي كه شكسته مي شد راه را براي حل موضوعات بعدي و ثابت هاي پيوندي باز مي كرد . در انرژي هاي عادي در الكترو مغناطيس ثابت پيوند كوچك است و بنابراين اولين قسمت اندكي شكسته شده تقريب خوبي براي پاسخ واقعي بود . اما اگر ثابت پيوند زياد باشد متودهاي محاسبه نيز زير پا گذاشته مي شود و قسمت هاي كوچك نيز بي ارزش مي شوند . اين موضوع در تئوري ريسمان نيز قابل رخ دادن است . تئوري هاي ريسمان داراي ثابت پيوندي هستند . اما با تئوري ذرات تفاوت دارد . در تئوري ريسمان ثابت تنها يك عدد نيست و به نوع نوسان ريسمان وابسته است كه آن را كندي مي خوانند . مبادله ميدان كندي از تبادل ثابت هاي پيوندي بسيار بزرگ يا كوچك كم مي شود .

 

 دوگانگي اس   S - duality

 

اگر دو تئوري ريسمان توسط دوگانگي اس به هم وابسته باشند در اين صورت ثابت پيوندي يكي ضعيف خواهد بود و ديگري در مقابله با آن ثابت پيوندي قوي خواهد داشت . بايد توجه داشت كه تئوري با نيروي پيوندي نمي تواند مفهومي از بسط آن  در سري هاي ديگر باشد . و اما تئوري با نيروي پيوندي ضعيف اين امكان را دارد . بنابراين اگر دو تئوري در دوگانگي اس به هم وابسته اند ما بايد تئوري ضعيف را درك كنيم و اگر در فهم اين موضوع كاملا" موفق باشيم مي توان گفت كه تئوري ريسمان را كاملا" فهميده ايم . اين در واقع ضرب المثلي در بين فيزيكدان ها است .

 

تئوري هاي ابرريسمان وابسته به دوگانگي اس عبارتند از : نوع  I  با تئوري ابر ريسمان (heterotic SO(32) ) و تئوري ابر ريسمان IIB  با خودش .

 

اين به چه معنا است؟

 

دوگانگي اس چيزي منحصر به فرد در فيزيك ريسمان ها است ، آن چيزي است كه از عهده ي ذرات خارج است و قادر به انجام آن نيستند ، زيرا يك ذره نمي تواند همانند يك ريسمان گرداگرد يك دايره خميده شود . اگر واقعا" تئوري ريسمان نظريه ي درستي در طبيعت باشد، بايد بر سطح هاي عميق نيز دلالت كند . مقياس هاي فاصله اي كوچك در فيزيك به صورت مستقل اصلاح نشده اند ، اما همانند يك سيال است كه وابسته به تحقيق ما و استفاده از اندازه ها است ، اين ها است كه حالت تحقيق را مشخص مي سارد .

 

در قسمت ديگر كه دوگانگي اس است به ما مي آموزد كه حد نيروي پيوندي در ريسمان ها مي تواند در حدهاي ضعيف براي ريسمان هاي مختلف محاسبه شود . اما اين نتيجه اي عاقلانه براي مكانيك كوانتوم گرانشي است ؛ زيرا همانطور كه مي دانيم در نسبيت، اجرام بروي فضا - زمان اطراف خود تأثير مي گذارند و آن را خميده مي كنند .

 

نگاهي به ام تئوري

تئوري ام يك تئوري جسورانه فيزيكي است كه از هندسه اي عجيب و منحصر به فردي برخوردار است. طرفداران اين نظريه جديد فيزيكي ادعا مي كنند كه اين تئوري مسيري براي دست يافتن به نظريه اي براي همه چيز است.اين تئوري كه از بسط و گسترش تئوري ابر ريسمان بوجود آمده است، همه  5 تئوري ابر ريسمان را و 11 بعد ابر گراني را در بر مي گيرد. علت اينكه فيزيكدانان به چشم يك نظريه  ي متهور و ستيزه جو به اين نظريه نگاه مي كنند اين است كه اين نظريه فاقد هرگونه پشتوانه ي تجربي و آزمايشگاهي است و وجودش را تنها مديون يكسري رياضيات پيچيده و هندسه اي غامض است .

 

 ظهور ام(M) :

 

در سال 1995 ادوارد ويتن انقلاب دوم ابر ريسمان را پايه گذاري كرد و از اين راه به شهرت جهاني رسيد.

ويتن مقالات فراواني در  زمينه نظريه ي ابر ريسمان كه تاحدودي در ان زمان به فراموشي سپرده شد انتشار داد و راه حل برون رفت از چالش هاي پيش روي نظريه ريسمان را در گسترش ابعاد اين نظريه از ده بعد به يازده بعد دانست ، بدين صورت تئوري ام  كه يك تئوري يازده بعدي است شكل گرفت.

تئوري ام در حقيقت از تركيب 5 تئوري مختلف ريسمان بوجود امده است اين تئوري در راستاي تلاش هاي بي ثمر گذشته كه سعي در متحدكردن نسبيت عام و كوانتوم مكانيك براي دست يافتن به نظريه به نام ابرگرانش.

 

ابر گراني يك تئوري ميدان است كه جزيي از ابر ريسمان به حساب مي آيد و از كوچك كردن ريسمان ها تا حد صفر يعني نقطه بو جود مي آيد كه ابر تقارن و نسبيت  را يگانه مي نمايد ذرات ميدان گراني گراويتون با اسپين 2 است ولي در ابر گراني ذرات ميدان گراويتينو (گراني كوچك ) مي باشد و اسپين آن 2/3 است.)  بود گام بر ميدارد.

 

تئوري ام كه از 11 بعد برخودار است در حقيقت با گرفتن دوگان نظريه ده بعدي ريسمان بدست مي آيد اين موضوع كه چگونه تقارن دوگانگي مي تواند مشكلات را براي رسيدن به نظريه ي نهايي از پيش رو بردارد موجب شگفتي دانشمندان است .

تقارن دوگانگي به خوبي 5 نظريه ي مختلف ريسمان را به هم مر بوط مي سازد و برابر بودن آنها را نشان مي دهد دوگانگي در حقيقت پل ارتباطي بين ساير تئوري هاي ريسمان است تئوري جديد دوگانگي به خوبي برابري و ارتباط نظريه هاي ريسمان را با يكديگر بر ملا مي سازد كه مي تواند در اين زمينه از دو گانگي اس (-duality S)– تي T-duality) )– و يو( -duality U)نام برد هريك از اين دو گانگي ها راهي است براي تبديل يك تئوري ريسمان به تئوري ريسمان ديگر و در اين ميان دوگانگي تي را مي توان ساده ترين دوگانگي از ميان ساير دوگانگي ها كه تئوري هاي ريسمان را به هم مرتبط مي سازد در نظر گرفت.

دوگانگي يك تقارن مستحكم در نظريه ي ريسمان است ،بر همين اساس ما با گرفتن دوگان يك نظريه ريسمان به نظريه ريسمان ديگر مي رسيم و به همن صورت مي توانيم نشان دهيم كه تمامي 5 تئوري ريسمان در حقيقت يكي هستند.

دوگانگي هاي بين 5 نمونه تئوري ريسمان رابطه اي منطقي و جالب بوجود مي آورد (اگر ابر گراني را به حساب آوريم بايد بگوئيم 6 تئوري ريسمان ) و به خوبي پنج نمونه ريسمانها را بهم مربوط مي سازد و برابري آنها را ثابت مي كند  بدين صورت با يك تحول بزرگ از دل يك نظريه ي ده بعدي نظريه اي يازده بعدي (نظريه ي ام )  متولد مي شود كه اين نظريه اميد ها را در راه اتحاد نسبيت عام با مكانيك  كوانتومي براي رسيدن به نظريه اي براي همه چيز زنده نگه مي دارد .

تئوري ام با تمام موفقيت هايش تا حدي نامفهوم و نارسا است و تاكنون نيز كسي شرح روشن و كاملي از اين نظريه  بيان نكرده است. چرا كه مباني بنيادي فيزيكي  كه اين نظريه برپايه ي آن استوار گرديده مشخص نيست و تنها اين تئوري داراي يك چارچوب كلي بوده كه اميد مي رود در آينده فيزيكدانان با استفاده از دوگانگي مسائلي كه تاكنون  مبهم و غير قابل حل مانده است  حل شوند. ولي همچنان اين سئوال در اذهان فيزيكدانان به عنوان مسئله اي لاينحل باقي مانده است .

 

 چرا ام ؟

 

يك سرگرمي كه با مطرح شدن نظريه ي ام بوجود آمد ه است نامگذاري اين تئوري است. هركسي سعي مي كند يك نام مناسب براي اين تئوري حدس بزند و چون سرچشمه ي نام اين نظريه در هاله اي از ابهام قرار دارد  بهمين خاطر با نام هاي گوناگون براي اين نظريه روبرو مي شويم .

مثلا اين تئوري ممكن است مخفف تئوري ماتريس  theory Matrix باشد يا تئوري موفين Muffin theory –تئوري مايستري (راز) Mystery theory –تئوري مجيك (جادو ) Magic theory - تئوري ماركر (خالق ) Maker theory – تئوري موركي (تيره ) Murky theory - تئوري ممبران (غشا ء ) Membrane theory تئوري منستروس (غول پيكر ) Monstrous theory -      تئوري مادر Mother theory

شلدون گلاشو اعتقاد دارد كه  M وارونه ي  W حرف اول اول نام ويتن پايه گذار اين نظريه است.

صرفنظر از اينكه معني احتمالي ام چه مي تواند باشد، امروز تئوري ام شايسته ي توجه و فضايي مهيج براي فعاليت و پژوهش در زمينه ي فيزيك نظري است.