اسرار جهان‌های موازی - قسمت سوم

- انبساط تند شونده عالم
كشف انبساط عالم، انقلاب عظیمی در نگرش ما نسبت به كیهان پدید آورد. اما همگان انتظار داشتند اثر آشنای گرانش را نیز در مورد این انبساط مشاهده كنند. همان‌طور كه شما توپی را به بالا پرت می‌كنید و سرعت توپ تحت تأثیر جاذبه زمین كاهش می‌یابد، جاذبه گرانشی تك‌تك كهكشان‌ها نیز باید انبساط عالم را كند كند.
در دهه 1990 دو گروه از دانشمندان، یكی به سرپرستی شائول پرلماتر و دیگری به سرپرستی برایان اشمیت و آدام ریس پروژه‌هایی را برای اندازه‌گیری آهنگ كاهش انبساط كیهان آغاز كردند. آنها سال‌ها كهكشان‌های بسیار دوردست را با استفاده از بزرگترین رصدخانه‌های زمین رصد كردند تا با اندازه‌گیری فاصله و سرعت دورشدن آنها از ما تعیین كنند كه نرخ انبساط عالم در طول زمان چطور تغییر كرده است. اما وقتی تحلیل اطلاعات به پایان رسید، هیچ‌كس نتیجه نهایی را باور نمی‌كرد. هر دو تیم به این نتیجه رسیده‌ بودند كه روند انبساط عالم به جای آنكه كند شود، از حدود 7 میلیارد سال پیش به این سو سرعت گرفته و انبساط با شتابی روزافزون ادامه می‌یابد. برای آنكه بهتر بتوانید تعجب دانشمندان را درك كنید، تصور كنید كه توپی را به بالا پرت كردید و توپ تا بخشی از مسیر با سرعت كندشونده بالا می‌رود (به همان روال معمول) اما ناگهان روند تغییر می‌كند و توپ با سرعتی كه لحظه به لحظه بر مقدار آن افزوده می‌شود، از شما دور و دورتر می‌شود.
نتایج شگفت‌انگیز این دو گروه، جایزه نوبل فیزیك 2011 را برای مدیران این پروژه به همراه داشت. اما از آن مهمتر، این بود كه فیزیك‌دانان سراسر جهان تلاشی همه‌جانبه را آغاز كردند تا بتوانند دلیلی برای این انبساط تندشونده به‌دست آورند. چه نیرویی، می‌تواند كهكشان‌ها را با سرعتی كه هر لحظه بیشتر می‌شود، از یكدیگر دورتر كند؟
نخستین‌ حدسی كه مطرح شد، همان ایده قدیمی آلبرت اینشتین بود. یعنی ثابت كیهان‌شناختی.
همه ما می‌دانیم كه نیروی گرانش فقط یك رفتار از خود نشان می‌دهد و آن جاذبه است. یعنی باعث می‌شود كه دو جسم جرم‌دار به سمت یكدیگر كشیده شوند. اما در نظریه نسبیت عام اینشتین، گرانش می‌تواند رفتار دیگری نیز از خود نشان دهد و باعث دور شدن اجسام از یكدیگر شود. یعنی دافعه!
چطور چنین چیزی امكان دارد؟
نیروی گرانش بین اجسام معمولی (به عبارت دیگر، ماده) همان نیروی جاذبه است. اما معادلات اینشتین نشان می‌دهند كه كه اگر فضا چیز دیگری داشته باشد، به‌طور مشخصی نوعی انرژی مرموز كه در فضا پراكنده شده باشد، نیروی گرانشی ناشی از این انرژی از نوع دافعه خواهد بود.
این همان‌ چیزی است كه برای توضیح انبساط فزاینده عالم نیاز داریم. نیروی دافعه گرانشی گسیل‌شده از انرژی نامرئی كه فضا را پركرده و ما آن را از این پس «انرژی تاریك» می‌نامیم، باعث دورشدن كهكشان‌ها از یكدیگر و سرعت‌گرفتن انبساط عالم شده است.
اما یك اشكال كوچك وجود دارد. وقتی اخترشناسان توانستند مقدار انرژی تاریك موجود در عالم را كه باعث تغییرات اندازه‌گیری شده در روند انبساط عالم شده، تخمین بزنند، به عددی رسیدند كه هیچ‌كس نمی‌توانست آن‌را توضیح دهد. این عدد حتی نزدیك به هیچ عدد شناخته شده دیگری هم نبود. اگر آن را برحسب واحدهای مناسب بیان كنیم، چگالی انرژی تاریك در عالم مقدار فوق‌العاده اندكی است:
یعنی 1/38 ضرب‌در 10 به توان منفی 123.
پژوهشگران دیگر ی كه مشغول محاسبه مقدار انرژی تاریك بر اساس قوانین فیزیك بودند، به پاسخی حدود 10 به توان منفی 23 دست یافتند كه 100 مرتبه (ده به توان صد) از مقدار فوق بزرگ‌تر است.
این مسئله در طول تاریخ علم، بزرگترین اختلاف بین مشاهدات و پیش‌بینی‌های نظری است.
این چنین بود كه كشف انرژی تاریك، پرسش‌های بیشتر و دشوارتری را پیش‌روی فیزیك‌دانان قرار داد، طوری كه برخی از آنها برای پاسخ‌دادن به این پرسش، رهیافت كاملاً متفاوتی را در پیش گرفتند و احتمال چند جهانی را مطرح كردند.

- راه‌حل چند جهانی :

باورتان بشود یا نه، رهیافت جدید دانشمندان ریشه در 400 سال پیش دارد. زمانی‌كه یوهانس كپلر، منجم بزرگ آلمانی در تلاش بود راز یك عدد مهم را پیدا كند. 150 میلیون‌ كیلومتر فاصله بین زمین و خورشید.
كپلر سال‌ها تلاش كرد تا بتواند این فاصله را توضیح دهد، اما هرگز موفق نشد. امروزه می‌دانیم كه مشكل چه بود. طی دو دهه اخیر، سیارات فراخورشیدی متعددی را شناخته‌ایم كه در فواصل مختلفی به دور ستاره‌هایشان گردش می‌كنند و همین، اشكال كار كپلر بود. قوانین فیزیك هیچ مقداری را به عنوان فاصله خاص تعیین نمی‌كنند. دلیل خاص بودن فاصله زمین تا خورشید هم چیزی نیست جز اینكه در چنین فاصله‌ای از خورشید، شرایط مساعد برای میزبانی حیات فراهم شده و گونه‌های مختلف حیات از جمله ما انسان‌ها روی زمین زندگی می‌كنیم. اگر از این فاصله به خورشید نزدیك‌تر یا خیلی دورتر می‌شدیم، دمای بسیار بالا یا پایین محیط مانع از شكل‌گیری حیات می‌شد. كپلر تلاش مذبوحانه‌ای را برای یافتن توضیحی بنیادی برای چرایی 150 میلیون كیلومتر فاصله زمین تا خورشید را در پیش‌ گرفته‌ بود. در حالی‌كه این سوال پاسخی نداشت. در مقابل می‌توان توضیح داد كه چرا ما انسان‌ها در چنین فاصله‌ای از خورشید قرار داریم.
در جستجوی توضیحی برای مقدار انرژی تاریك، شاید ما هم مرتكب همان اشتباه تاریخی كپلر شده باشیم.
بهترین نظریه‌ی كیهان‌شناسی در دسترس كه همان نظریه‌ی تورمی است، به‌طور طبیعی وجود جهان‌های دیگر را محتمل می‌داند. شاید همان‌طور كه سیارات متعددی در فواصل مختلفی از ستارگان خود قرار گرفته‌اند، جهان‌های متعددی با مقادیر متفاوت انرژی تاریك وجود داشته باشند. اگر چنین باشد، انتظار اینكه قوانین فیزیك بتوانند مقدار خاصی از انرژی تاریك را توصیف كنند، به همان اندازه اشتباه است كه قوانین نیوتونی بخواهند 150 میلیون كیلومتر فاصله زمین تا خورشید را توضیح دهند. در مقابل شاید پرسش درست این باشد كه چرا ما انسان‌ها در جهانی زندگی می‌كنیم كه از تمام مقادیر مختلف انرژی تاریك، همین مقدار خاصی را دارد كه اندازه‌گیری كرده‌ایم؟
خوشبختانه می‌توانیم به این سوال پاسخ دهیم. در جهان‌هایی كه مقادیر بیشتری از انرژی تاریك را دارند، وقتی توده‌های ماده بخواهند دور هم جمع شوند و كهكشان‌ها را شكل دهند، دافعه گرانشی انرژی تاریك به قدری قوی است كه توده‌های مواد از هم گسیخته خواهد شد و هیچ كهكشانی شكل نخواهد گرفت. در جهان‌های حاوی مقادیر بسیار كم انرژی تاریك، دافعه گرانشی به جاذبه گرانشی تبدیل شده و باعث می‌شود آن جهان‌ها چنان به سرعت منقبض شوند كه باز كهكشان‌ها نتوانند شكل بگیرند. در چنین جهان‌هایی كه كهكشانی وجود ندارد، ستاره‌ای هم نمی‌تواند شكل بگیرد. بالطبع سیاره‌ای هم وجود ندارد و در نهایت اینكه هیچ شانسی برای پدید‌آمدن نوع حیات ما وجود نخواهد داشت.
ما دقیقاً به همان دلیل در این جهان و نه هیچ جهان دیگری وجود داریم كه روی سیاره زمین و نه هیچ سیاره دیگری زندگی می‌كنیم. ما در جایی زندگی می‌كنیم كه همه شرایط برای پدید آمدن حیات فراهم است. این‌چنین است كه حتی بدون امكان مشاهده جهان‌های دیگر وجود آنها نقشی علمی ایفا می‌كند.
چند جهانی راه‌حلی را برای معمای انرژی تاریك و مقداری كه در جهان خودمان اندازه‌گیری كرده‌ایم، ارائه می‌دهد.
شاید بهتر باشد بگوییم این ادعایی است كه طرفداران چندجهانی مطرح می‌كنند. در مقابل دانشمندان متعددی هستند كه نه‌ تنها توضیحات فوق را قانع‌كننده نمی‌دانند،‌كه آن را احمقانه و حتی‌ توهین‌آمیز قلمداد می‌كنند. آنها می‌گویند وظیفه علم ارائه توضیحات كمی دقیق و قطعی است نه مشتی داستان و خیال.
اما نكته اصلی اینجاست اگر آنچه را كه شما تلاش می‌كنید توضیح دهید، در گستره عالم می‌تواند مقادیر ریاضی بسیار متفاوتی داشته باشد، جست‌وجوی توضیحی قطعی برای یك مقدار خاص، كاری اشتباه و بیهوده است.
پیش‌بینی قطعی فاصله یك سیاره تا ستاره‌اش كاملاً بی‌معنی است. چرا كه می‌تواند فاصله‌های مختلفی داشته باشد. درست به همین‌شكل، اگر ما بخشی از یك چندجهانی باشیم، بی‌معنی است در جست‌وجوی توضیح دقیق برای مقدار انرژی تاریك در جهان خودمان باشیم. چرا‌كه انرژی تاریك می‌تواند مقادیر بسیار مختلفی داشته باشد.
ایده چندجهانی به‌ هیچ‌وجه روش علمی و استاندارد توضیح وقایع را دست‌كاری نمی‌كند. اما ما را به این فكر می‌اندازد كه آیا پرسش درستی را مطرح كرده‌ایم یا خیر!

در قسمت بعدی به مبحث نظریه ریسمان‌ می‌پردازیم.




طبقه بندی: فیزیك،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 11:05 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات

جهان هستی ما پر از رمز و رازهای ناشناخته است، اما آگاهیهای بشر نشان می دهد که تاکنون تنها یک درصد از کل کیهان شناخته شده است(البته طبق مشاهدات و در غیر اینصورت شایدم صفر). این ناآگاهی زمانی خود را بیشتر نشان می دهد که صحبت از جهانهای موازی و تکرار نامحدود هستی به میان بیاید.
اخترشناسان و منجمان بزرگ در طول تاریخ با جستجو در آسمان بی کران به دنبال کشف ناشناخته های جهان بوده اند. این دانشمندان تلاشهای خود را با ابتدایی ترین تجهیزات نجومی آغاز کردند و اکنون به دستگاههای بسیار پیشرفته ای برای درک کیهان رسیده اند. با وجود این هنوز دانسته های بشر از عالم هستی بسیار ناچیز است.
shutterstock_12310231


ادامه مطلب
تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 11:00 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
  دانشمندان به تازگی دریافته‌اند که یک سیاره غیرطبیعی با اندازه شش برابر زمین که در فاصله 40 سال نوری در خارج از منظومه شمسی قرار داشته، از یک جو غنی از آب برخوردار بوده که دارای یک نوع پلاسمایی از آب است.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، دانشمندان ژاپنی جو این سیاره بیگانه را با استفاده از دوربین‌های حرفه‌ای با یک فیلتر آبی انتقال سیاره‌ای گلیزه 1214 b بررسی کردند.


ادامه مطلب

طبقه بندی: نجوم،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 10:45 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات






  دانشمندان با استفاده از تلسکوپ آلما موفق به کشف یک ابر بسیار بزرگ داغ در اطراف یک ستاره بسیار جوان شده‌اند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، این ابر داغ حدود 10 برابر بزرگتر از نمونه‌های کشف شده در اطراف ستارگان کوچک عادی با جرم مشابه خورشید است که نشان می‌دهد فرآیند شکل‌گیری ستارگان از تنوع بسیار بیشتری نسبت به تصورات پیشین برخوردار است.


ادامه مطلب

طبقه بندی: فیزیك، نجوم، اكتشافات،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 10:44 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
کودکان در همه جا از تکالیف مدرسه گریزانند اما مسائل آنها در برابر مسأله محاسبه نوعی از فروپاشی ذرات اتمی با هدف پاسخگویی به دلیل پایان جهان اولیه با مازاد ماده که برای 50 سال گروهی از فیزیکدانان نظری آمریکا را به خود مشغول داشته، چیز مهمی نیست.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، محققان آزمایشگاه ملی بروک‌هاون وزارت انرژی آمریکا از یک ابررایانه برای حل این مسئله که هر شب خواب فیزیکدانان را مختل می‌کرده، استفاده کرده‌اند.

بدون مازاد، ماده و پاد ماده که در زمان انفجار بزرگ به یک حد معادل ایجاد شده بودند، بطور کامل یکدیگر را خنثی کرده و در نتیجه در جهان چیزی به جز نور نمی‌ماند.

فیزیکدانان از مدتها قبل به این نتیجه رسیده بودند که احتمالا چیزی باعث این عدم تعادل و ایجاد حیات امروزی شده است.


ادامه مطلب

طبقه بندی: فیزیك،

تاریخ : چهارشنبه 17 مهر 1392 | 10:42 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
.: Weblog Themes By BlackSkin :.

تعداد کل صفحات : 88 :: 1 2 3 4 5 6 7 ...

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Mobile Traffic | سایت سوالات