📚 گراویتون چیست و آیا واقعأ وجود دارد؟

🆔 @Physics3p

🔸نظریه نسبیت اینشتین گرانش را به صورت اعوجاج فضا و زمان- خمیدگی و کشیدگی فضا و زمان بر اساس میزان جرم و انرژی درون فضا توصیف کرد. اما چند سال بعد از ارائه نظریه نسبیت، فیزیکدان‌ها فیزیک کوانتوم را به عنوان توصیف کننده دنیای ذرات بسیار ریز معرفی کردند.

🔹این نظریه منجر به کشف ذرات حامل نیرو یعنی بوزون‌ها شد که حامل سه نیروی بنیادی طبیعت هستند یعنی: فوتون‌ها برای میدان الکترومغناطیس، گلئون‌ها برای نیروی هسته‌‌ای قوی، و بوزونهای Wو Z برای نیروی هسته‌ای ضعیف. اما گرانش چه می‌شود؟ فیزیکدان‌ها فرض کرده‌اند، اگر سه نیروی بنیادی دارای تناظر کوانتومی هستند، پس برای گرانش باید یک ذره متناظر کوانتومی وجود داشته باشد.

🔸در تلاش برای آشتی بین نظریه کوانتوم و گرانش اینشتین، فیزیکدان‌ها یک ذره فرضی به نام گراویتون معرفی کردند. گراویتون ذره‌ای بدون جرم، پایدار و با اسپین ۲ است که با سرعت نور حرکت می‌کند.

🔹گراویتون همچنان به صورت فرضی باقی ماندهه است چرا که در حال حاضر کشف آن غیر ممکن است. اگرچه گرانش در مقیاس‌های سیاره‌ای قوی است اما در مقیاس‌های کوچک می‌تواند بسیار ضعیف باشد. آن‌چنان که وقتی یک آهن‌ربا یک گیره کاغذ را جذب می‌کند، بر خلاف نیروی گرانش کل سیاره آن را می‌کشد و بر آن غلبه می‌کند. این بدین معناست که اگر یک تک ذره گراویتون وجود داشته باشد، بسیار بسیار ضعیف است. پژوهشی ادعا می‌کند که یافتن یک تک گراویتون غیر ممکن است مگر این‌که آن‌ها را در مقیاس سیاره‌ای اندازه گیری کنیم که نیاز به یک آشکار ساز به ابعاد کل کیهان خواهیم داشت!

💢 نظریه ریسمان و شکار گراویتون‌ها

🔸نظریه کالوزا-کلین فرض کرد که گرانش تنها در ابعادی که ما وجود داریم ضعیف است چرا که توانایی حرکت در ابعاد بیش از سه بعد را دارد، و بنابراین در ابعاد مختلف منتشر می‌شود. تا چندین دهه بعد، این ایده به دلیل ناسازگاری ریاضیاتی نادیده گرفته می‌شود، تا اینکه سرانجام دوباره اصلاح شد و منجر به نظریه شناخته شده ریسمان گردید، که امیدوارکننده‌ترین تلاش برای سازگاری کوانتوم و گرانش است که بزرگترین معضل فیزیک امروز است.

🔹در نظریه ریسمان، محاسبات ریاضیاتی به جهانی با ۱۰ بعد فضایی و یک بعد زمانی اشاره دارند، اما دیگر ابعاد فضایی آنچنان کوچک هستند که حتی با میکروسکوپ نیز دیده نمی‌شوند. گروه‌های متعددی از فیزیکدانان در پی شکار گراویتون هستند، اما تا کنون تمام آن‌ها برای یافتن این ذره فرضی دست خالی بوده‌اند. چیزهای زیادی درباره نظریه کوانتوم است که ما درک نمی‌کنیم و درک ذرات و قوانین حاکم بر آن‌ها کمک زیادی به استفاده از قدرت پدیده‌های کوانتومی خواهد کرد.

🔸ما هنوز از اثبات وجود گراویتون دور هستیم. فیزیکدان ارشد آزمایشگاه فرمی دان لینکولن در جایی نوشت: «گراویتون‌ها ذرات مورد احترامی به لحاظ نظری هستند، اما اثبات نشده‌اند. بنابراین اگر شنیدید کسی می‌گوید گراویتون‌ها ذراتی هستند که نیروی گرانش را تولید می‌کنند، در ذهن داشته باشید که این حرف معقولی هست،‌اما به طور جهان‌شمول پذیرفته شده نیست. زمان طولانی نیاز داریم تا گراویتون‌ها را به عنوان بخش ثابت شده معبد ذرات زیر اتمی تلقی کنیم.»

☑ پایان.

🆔 @Physics3p

📚 نسبیت به زبان ساده

📎 قسمت نهم: گرانش و عوارض نسبیتی آن (۲)

🆔 @Physics3p

🔸 در قسمت قبل به ادامه موضوع تشریح فضا-زمان پرداختیم و سعی کردیم بفهمیم چرا فضا-زمان یک کل هستند و جز جز دونستن اونها بی معناست. همچنین به این موضوع پرداختیم که این کلیت سبب یسری از پدیده ها مثل سیاهچاله میشه که خیلی ها از اون بعنوان ماشین زمان! یاد میکنند.
اینجا قصد داریم ضمن ادامه قسمت قبل، بگیم چه چیزی باعث شده سیاهچاله برای ما جالب باشه؟!
در ضمن لطفأ اگه قسمت قبلی رو مطالعه نکردید، قبلش اینکارو انجام بدید چون این قسمت دقیقأ ادامه قسمت قبله!😊

💢 تشریح بیشتر اثر گرانش

🔹میدونیم طبق نسبیت عام، هر جسمی به واسطه جرم خودش سبب خمیدگی در صفحه فرضی و درهم تنیده فضا-زمان میشه و نتیجه این خمش، چیزی هست که ما اسمش رو میزاریم گرانش. طبق تعریف کلاسیک نیرو که از اون بعنوان برهم کنش بین دو جسم یاد میشه، میتونیم به گرانش بگیم نیروی گرانش ولی هنوز مطمئن نیستیم گرانش واقعأ نیرو هست یا نه چون مکانیک کوانتوم هنوز آبش با ایشون تو یه جوب نرفته!
ولی ما طبق تعریف کلاسیک از نیرو، گرانش رو نیرو به حساب میاریم.

🔸خب! راحت میشه با یه آزمایش ساده فهمید انتظار ما از گرانش چیه و اگه یک جسم سبب خمش این صفحه فرضی بشه، باید شاهد چه اثری باشیم؟! جاذبه یا دافعه؟
مشخصأ میشه تشخیص داد اثر گرانش تنها جاذبه هست. برای مثال میتونید یه پارچه بگیرید و یه سنگ بندازید وسطش(لازم نیست سنگش هم وزن کوه اورست باشه، یک سنگ ده گرمی هم کافیه!) و دور و برش مقداری شن بریزید و میبینید این شن ها بسمت سنگ مایل میشن که تأثیر گرانش هم دقیقأ همینه!

🔹حالا میخوایم بگیم اگه تو همین آزمایش فرض کنیم پارچه ما همون صفحه چهاربعدی فضا-زمان باشه(هرچند بکاربردن واژه صفحه برای فضا-زمان اشتباست و ما که آب از سرمون گذشت، شما سعی کن از این اشتباها نکنی!) و سنگ ما هم همون جرم مذکور، و این جرم اگه تا بینهایت میل کنه، چه اتفاقی میافته؟!

💢 شعاع شوارتزشیلد و تولد نخستین سیاهچاله

🔸خب! آقای کارل شوارتزشیلد قبل از ما لطف کردن و این فرض رو مطرح کردن و به این نتیجه رسیدن که هرچی این جرم بیشتر بشه، از اونور یه کمیت فرضی که اسمشو گذاشته شتاب گریز یا تندی گریز از گرانش هم بیشتر میشه!

🔹ایشون فهمید که گرانش یجورایی با چگالی خطی رابطه ی غیر مستقیم داره و هرچی جرم در واحد طول(چگالی خطی بجای حجم برحسب طول تعریف میشه!) بیشتر بشه(یعنی جرم بیشتر و طول که در مخرج کسر قرار داره کمتر!) این تندی گریز ماهم بیشتر میشه!
خب این طول که در مخرج ماست تا کجا میتونه کم بشه و جرم تا کجا میتونه زیاد بشه؟! یا بعبارتی تندی گریز تا چه اندازه زیاد میشه؟!
خب ماهم که زبونمون مو در آورد از بس گفتیم که تندی نور طبق گفته نسبیت خاص، حداکثر تندی برای هر جرمه! آقای شوارتزشیلد فرض کرد این تندی گریز برابر بشه با تندی نور و برای هر جرم خاص، این طول مذکور رو محاسبه کرد و به رابطه ای رسید که ما اینجا باهاش کاری نداریم. اسم این طول استثنایی رو هم گذاشتیم شعاع یا طول شوارتزشیلد!

🔸پس الان فهمیدیم شعاع یا طول شوارتزشیلد، همون طولیه که برای هرجرم یه مقدار خاصیه و اگه جرم ما به این طول برسه، تندی گریز از دست گرانشش به تندی نور میرسه و چون میدونیم چیزی نمیتونه از نور سبقت بگیره، در نتیجه چیزی هم نمیتونه از دست گرانش این جرم ما فرار کنه!

🔹شوارتزشیلد فهمید این اتفاق در زمان مرگ یک سری از ستاره ها میوفته و ستاره مرده ما با حفظ جرم خودش تو خودش میپاشه و طولش به حدی میرسه که داستان بالا براش صدق میکنه. یعنی با حفظ جرم طولش کم(چگالی خطیش زیاد) میشه و تندی گریز از دست گرانشش ممکنه به تندی نور برسه و اسم این اجرام رو گذاشت ستاره تاریک یا سرد(فاز رمانتیک گرفته بود!) و بعد آقای جان ویلر دوست داشتنی دید این اسم خیلی ضایعس، اومد اسمش رو عوض کرده گذاشت سیاهچاله(به خیال خودش خیلی اسم شاخی گذاشته!)

🔸پس فهمیدیم سیاهچاله جرمیست که تندی گریز از گرانشش برابره با تندی نور و لاغیر!
حالا میپرسید چرا برای سیاهچاله اینهمه داستان های علمی تخیلی ساختن و ازش بعنوان ماشین زمان یاد میکنند؟!

🔹 و جواب:
چون گفته بودیم فضا-زمان در هم تنیده هست و اگه یکیشون رو بپیچونیم! اون یکی هم پیچیده میشه و سیاهچاله هم باعث خمش فضا و در نتیجه زمان و تحریف در زمان میشه!
(البته در یک قسمتی این موضوع بصورت کامل بررسی شد.)

🔸جالبه اینم بدونید شعاع شوارتزشیلد زمین حدود ۹ میلی متره و اگه با ثابت موندن جرم، زمین رو تا این اندازه کوچیک کنیم، تندی گریز از گرانشش به تندی نور میرسه.
و در آخر این رو هم بدونید که سیاهچاله از دستاورد های نسبیت عام و آقامون انیشتینه و بتازگی اثبات شد که سیاهچاله اونقدرها هم تخیلی نیست و انیشتین با ما شوخی نمیکرد!

ادامه دارد...

🆔 @Physics3p

قسمت هشتم و هفتم مطلب «نسبیت به زبان ساده» 👆👆👆

هرچه بیشتر بر روی یک جسم متحرک زوم کنید، آن را جنبنده تر میابید. برای مثال یک نوسانگر را که دارای نوسان های همه جانبه(در تمام جهات) هست را در نظر بگیرید، اگر به این نوسانگر از فاصله چند متری نگاه کنید، آن را با نوسان های کم مشاهده میکنید.
هرچه به آن نزدیک تر شوید، آن را با حرکت بیشتر احساس میکنید و همچنین اگر فاصله شما از آن خیلی زیاد شود، آن را ایستا مشاهده میکنید.
بعبارتی هرچه در موقعیت آن دقیق تر شوید(دقت شما در مکان آن بیشتر شود) تکان ها و نوسان آن برای شما بیشتر احساس میشود و در اندازه گیری و دقت در جنبش آن بی دقت تر میشوید. یا به عبارتی تکانه آن برای شما غیر قابل محاسبه تر میشود.
این همان اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است که در مقیاس کوچک خود را نمایان میکند.
در واقع این اصل در پیرامون ما نیز قابل مشاهده است.

🆔 @Physics3p

یکی از اصول مهم مکانیک کوآنتومی اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است که همواره بد فهمیده میشود.
این اصل بصورت تصویر بالا نشان داده شده که در آن دلتا ایکس مکان ذره و دلتا پی تکانه بوده که حاصلضرب این دو بیشتر یا مساوی(تقریبآ برابر) با نصف مقدار نرمالیزه ثابت پلانک است.
اصل عدم قطعیت بنوعی ویژگی احتمالاتی و ناقطعی بودن اطلاعات در مکانیک کوآنتوم را توضیح میدهد و این اصل برای این منظور چنین بیان میکند که در مکانیک کوآنتومی بر عکس مکانیک نیوتونی، هرگز نمیتوان در باره جفت هایی اطلاعات کاملی داشت و با قطعیت صحبت کرد و همواره عدم قطعیتی وجود دارد.
یکی از این جفت ها تکانه(پتانسیل یا تمایل حرکت جسم که برابر با حاصلضرب جرم در سرعت آن تعریف میشود) و مکان میباشد.
براساس این اصل ما هرگز نمیتوانیم بصورت دقیق درباره هردوی این موارد در یک زمان نظر دهیم و هرچه اطلاعاتمان در باب یکی بیشتر و قطعی تر شود، دیگری عدم قطعیت بیشتری بخود میگیرد در صورتی که در مکانیک نیوتونی شما میتوانید در یک لحظه مکان، تکانه و هراطلاعاتی که از یک جسم بخواهید را داشته باشید و چیزی مانع شما نمیشود!

🆔 @Physics3p

براساس اصل «عدم قطعیت» هایزنبرگ، هرچه دقت شما در اندازه گیری تکانه(پتانسیل حرکت) یک جسم(یا ذره کوآنتومی) بیشتر شود، در تعیین مکان آن جسم بی دقت تر میشوید و بلعکس.
همچنین میدانیم تکانه از حاصلضرب نیرو در زمان اعمال نیرو نیز بدست میاید و این نشان میدهد که آن با زمان نیز متناسب است.
بنابراین میتوان اصل عدم قطعیت را اینچنین بازنگری کرد: هرچه دقت ما در اندازه گیری مکان یک جسم بیشتر شود، در تعیین زمان برای آن بی دقت تر میشویم!
به عبارتی اگر این موضوع را تعمیم دهیم، میتوان گفت که هرچه بعد مکان را بیشتر درک کنیم، بعد زمان برای ما بیشتر رنگ میبازد و این پدیده همواره در دنیای پیرامون ما قابل رؤیت است!
این نشان میدهد که زمان و مکان همواره به میزان دقت و آگاهی ما از آنها وابسته است. همچنین علاوه بر زمان(تکانه) و مکان، جفت های دیگری نیز وجود دارند که از این رابطه پیروی میکنند.

🆔 @Physics3p

💠ماده تاریک چیست؟

دانشمندان قادر به مشاهدۀ مستقیم ماده تاریک نیستند اما می توانند به بررسی تاثیرات آن بپردازند. در واقع بیشتر از اینکه بدانیم ماده تاریک چیست، می‌دانیم که چه چیزی نیست. اولا تاریک است. .
یعنی شکلی از ماده که ستارگان و سیارات را می‌سازد نیست. دوما به شکل ابرهای تاریک ماده معمولی نیست. چرا؟ خب همانطور که می‌دانید مواد از ذراتی تشکیل شده اند که باریون نام دارند. و ما به این دلیل می‌دانیم که به شکل ابرهای تاریک معمولی نیستند که می‌توانیم خاصیت باریونی آنها را مثلا از طریق آشکارسازی جذب تشعشع عبوری از میان آنها، تشخیص دهیم. سوما ماده تاریک، پادماده نیست. چرا که ما قادر به مشاهده امواج گامایی که از خنثی شدن بین ماده و پادماده به وجود می‌آیند نیستیم...

📎منبع: بیگ بنگ

🆔 @Physics3p

📚 نسبیت به زبان ساده

قسمت پایانی: چکیده ای از انقباض طول...

🆔 @Physics3p

🔹در قسمت های قبلی سعی کردیم بسیاری از پدیده های مهم ناشی از نسبیت(عام و خاص) رو مورد بررسی قرار بدیم و پدیده هایی مانند: مفهوم ماده و انرژی، اتساع زمان، حرکت های شتابدار، گرانش و مفهوم زمان، سیاهچاله، درهم تنیدگی فضا-زمان و... در ۹ قسمت بررسی شد. هرچند که هنوزم نسبیت چیزای زیادی برای گفتن داره و میشه باهاش چند جلد کتاب داستان نوشت...😐

در این قسمت قصد داریم ضمن جمعبندی مطالب قبلی، به یک موضوع مهم در نسبیت بپردازیم:

💢 انقباض طول

🔸خب! همانطور که از قبل گفته بودیم، طول(ابعاد) در تندی حدی نور که مرز بین ماده و انرژی هست، دچار تغییر شده و به صفر میل میکنه.(دقت کنید به صفر میل میکنه و صفر نمیشه!)
این انقباض طول به انقباض لورنتس-جرالد معروفه. حالا این پرسش مطرح میشه که چه اتفاقی در ماده میافته که همچین تغییری بوجود میاد؟🤔

🔹براساس مطالبی که از قبل گفته بودیم، اتساع زمان یکی از نتایج مهم نسبیت خاص بوده که دید مارا نسبت به زمان تغییر داد. طبق آزمایشی که از قبل تشریح کردیم، در پدیده اتساع زمان ما شاهد تحریف زمان خواهیم بود. حالا میتونیم انقباض طول رو هم با این آزمایش و پدیده اتساع زمان مورد بررسی قرار بدیم.

🔸فرض کنید یک خطکش بطول L داریم. میدونیم در تندی بالا (در حد تندی نور) بدلیل اتساع زمان، زمان برای جسم متحرک دچار تحریف خواهد شد و بررسی کردیم که در تندی بالا شاهد گذر کندتر زمان خواهیم بود. حالا فرض کنید این خط کش ما که طولی به اندازه L داره بخواد مسیری به اندازه n برابر طول خودش رو در خطی صاف و با تندی نور طی کنه.
طبق قوانین سینماتیک که از دوران دبیرستان بیاد دارید، تندی این خط کش با رابطه x=vt حساب میشه. حالا میدونیم x=nL و این یعنی خط کش ما که طولی به اندازه L داره باید مسیری n برابر طول خودش(nL) رو طی کنه.

🔹در دو حالت این مسافت رو محاسبه میکنیم:

☑حالت اول(از دیدگاه شخص ساکن): از دیدگاه این شخص، خط کش مسافت مورد نظر رو در مدت(t)و با تندی(c=v)طی میکند و داریم:

nL=v.t

☑حالت دوم(از دیدگاه جسم متحرک): در این حالت بازم تندی ما همونc هست و میدونیم تندی نور(c) بالا بریم، پایین بیایم ثابته! و از طرفی طبق اتساع زمان، زمان ما دچار تحریف شده و شده مثلأ(t") که میدونیم این رابطه بین(t و t")برقراره (t"<t) و داریم:

nL"=v.t"

برای اینکه این رابطه درست باشه، با کوچک شدن مقدار t و همچنین ثابت بودن تندی v و ثابت بودن نسبت طول به مسافت n، انتظار میره طول L هم یه تکونی به خودش بده و در نتیجه L" که طول خط کش در حالت دوم هست، کوچیکتر از L میشه.
و این یعنی همون انقباض طول!

🔸در ضمن به این موضوع توجه کنید طبق گفته نسبیت، همه چی نسبیه! از شیر مرغ تا جون آدمیزاد!
پس این انقباض طول(کوچک شدن طول) از نظر ما که ناظریم اتفاق میافته. مثلأ فرض کنید سفینه ای داریم که داره با تندی نور حرکت میکنه. از نظر ما ابعاد این سفینه کوچیکتر شده ولی مسافرهای این سفینه چون خودشون هم کوچیکتر شدن، عین خیالشون هم نیست!

🔹دلیل این انقباض طول هم طبق گفته لورنتس و بررسی ساختار اتمی مواد، تغییر در نیرویه الکترو مغناطیسی اتم های ماده هست. (در قسمتی تأثیر شتاب بر نیروهایی مانند گرانش رو بررسی کردیم. این هم به همین صورت تشریح میشه.)

به عبارتی ماده در برابر تغییر جرم(یا تغییر فاز) و شتاب مقاومت میکنه که این مقاومت با تغییر نیروی بین اتمی و متراکم شدن همگانی همراست.

🔸خب فکر کنم الان با گذشت ده قسمت از بررسی نسبیت، خیلی چیزا برامون روشن شده باشه. ما در این سری سعی کردیم مطالب مربوط به نسبیت رو به زبانی ساده براتون تشریح کنیم و امیدوارم این سری از مطالب نسبیت براتون مفید بوده باشه و سعی میکنیم در سری بعدی این مطلب، بصورت گسترده تر به بررسی نسبیت بپردازیم.

تا دیداری بعد، بدرود😉

✍ نگارش: ادمین کانال فیزیک کوانتوم

🆔 @Physics3p

قسمت نهم مطلب «نسبیت به زبان ساده»👆👆

مطلب «نسبیت به زبان ساده» بعد از ده قسمت به پایان رسید.
میزان رضایت شما از آن چقدر بوده است و به آن چه امتیازی میدهید؟


عالی (12)
👍👍👍👍👍👍👍👍👍86%

خوب (1)
👍7%

متوسط
▫️0%

بد (1)
👍7%



🕴 تعدادکل رای ها: 14

📚 الکترون، ذره یا موج؟

🆔 @Physics3p

🔸پیشتر به آزمایش دوشکاف و نقش شگفت الکترون در این آزمایش اشاره کردیم. همانطور که از این آزمایش مهم استنباط میشود، الکترون که ما از آن به عنوان ذره ای بسیار ریز یاد میکنیم، در حقیقت ذره نیست چون مشاهده میشود مانند موج رفتار میکند. همچنین در سده بیستم میلادی تامسون(پدر) ثابت کرد که الکترون تنها ذره است و درست چهل سال بعد پسرش اثبات کرد که الکترون موج است و هردوی آنها بدلیل این موضوع نوبل گرفته و هردوی آنها نیز درست گفته اند!

🔹اما حقیقت چیست؟ چطور ممکن است الکترون هم ذره ای نقطه ای باشد و هم موجی گسترده؟!
چه اتفاقی در جریان است؟!
ریچارد فاینمن، نابغه و فیزیکدان قرن بیستم به این پرسش پاسخ میدهد! قبل از پاسخ به این پرسش باید ابتدا با برخی از ویژگی های موج آشنا شویم:

🔸 امواج پیش رونده(منتقل کننده انرژی) دارای ویژگی هایی بوده که میتوان آنها را منسوب به آن دانست و با این ویژگی هایشان آنها را توصیف کرد. و همچنین این امواج در محیط ها و شرایط گوناگون دارای واکنش های خاص خود هستند که این واکنش ها شامل : بازتاب موج، شکست موج، تداخل امواج، پراش و گستردگی موج و... میشود.

💢حال چه چیزی در آزمایش یانگ مشاهده شده که سبب شد به الکترون لقب موج را نسبت دهیم؟

🔹بهتر است برای پاسخ به آن، آزمایش دوشکاف را در دوحالت بررسی کنیم. ابتدا فرض کنید تشت آبی دارید که در آن تا ارتفاع قابل قبولی آب ریخته شده و یک دستگاه ساده که با بالا و پایین کردن چوبی، موج تولید میکند، درون این تشت قرار داشته و یک سطح با دوشکاف نیز در فاصله معینی از آن.

🔸میدانیم آب از مجموعه ای عظیم از اتم ها و مولکول ها ساخته شده است که میتوانند با ارتعاش خود، موج ایجاد شده بوسیله دستگاه را بسمت شکاف ها هدایت کنند. زمانی که موج به آن دوشکاف برسد، بخشی از آن به کناره های شکاف(دیواره) برخورد کرده و برگشت میکنند(بازتاب).
بخشی از آن نیز از شکاف عبور کرده و در آنسوی دیوار دچار گستردگی شده و نیم دایره ای منبسط شونده را تشکیل میدهند(پراش). پس از گذر این موج گسترده(پراشیده) از هریک از شکاف ها، این دو نیم دایره موج میتوانند باهم برخورد کنند(تداخل) و نقش هایی منسوب به نقش تداخلی را پدید آورند.
به این موضوع دقت کنید که آب از تریلیون ها اتم تشکیل شده که بدین سان میتواند این فرآیند را به سرانجام برساند!

🔹اما همانطور که در مطلب مربوط به «آزمایش دوشکاف» بیان کردیم، الکترونها نیز در حضور دوشکاف چنین فرآیندی را دنبال میکنند! یعنی ذره ای منفرد که مانند موج رفتار میکند.
در ابتدا حدس برآن بود که الکترون ها میتوانند بر رفتار یکدیگر تأثیر بگذارند و این موضوع سبب میشود که مجموعه الکترون ها نیز مانند مجموعه اتم های آب برخورد کنند و موجی وار رفتار کنند. ولی این آزمایش برای الکترون های منفرد نیز همین نتیجه را داشته و نشان از حقیقتی پنهان دارد!

🔸ریچارد فاینمن برای پاسخ به این پرسش اینطور بیان میکند: بیایید تعصباتمان را کنار بگذاریم و اتفاقات دنیای پیرامون خودمان را در نظر نگیریم. در دنیای زیر اتمی اتفاقات دیگری در جریان است. الکترون ذره نیست، موج هم نیست، اصلأ هیچ چیز نیست! الکترون مجبور نیست ویژگی هایی را داشته باشد که ما از دنیای پیرامون خودمان میشناسیم.

🔹ریچارد فاینمن معتقد است که شما برای رفتن از محل کارتان به خانه باید مسیری معین را طی کنید. ولی الکترون مجبور نیست مانند شما رفتار کند. او میتواند نه تنها هر مسیری که بخواهد، بلکه تمام مسیر ها را در یک زمان طی کند!

🔸و اینچنین با انتگرال مسیر فاینمن میتوان رفتار موج وار الکترون را توجیح کرد. الکترون ذره نیست. موج هم نیست. نمیتوانیم بگوییم ذره الکترون. شاید بهتر است بگوییم ذره موجی الکترون!
براستی چطور میتوان این واقعیت عجیب الکترون را پذیرفت؟
چه چیزی در دنیای کوآنتومی در جریان است؟!

🆔 @Physics3p

خلاصه ای از نتایج مهم نظریه "ریسمان"

برای مطالعه بیشتر این موضوع، کلمه "ریسمان" را در کانال جستجو کنید.

منبع تصویر:
🆔 @einstein_chimige

🆔 @Physics3p

🔹 نسبیت چیست؟

نسبیت از واژه آشنای نسبت سرچشمه میگیرد. نسبت یعنی «من» یا «تو»؟ و نسبیت تمایز بین این دو را بیان میکند.
وقتی میگوییم زمان نسبی است یعنی زمان برای «من» چیزیست و برای «تو» چیزی دیگر. اما حقیقت چیست؟ ماهیت واقعی چیزی که نسبیست چیست؟

اگر زمان برای «من» متحرک عدد x را نشان دهد و برای «تو» ساکن عدد y را، پس در حقیقت چه عددی را نشان میدهد؟!
حال اینجا نسبیت میگوید که حتی «واقعیت» هم نسبیست! زمان هم عدد x رو نشان میدهد و هم عدد y را! بستگی دارد که «من» باشم یا «تو» که اینجا نسبیت معنا میابد.
نسبیت یعنی نسبی بودن و نسبی بودن یعنی تمایز قائل شدن. یعنی نوع نگاه و جهت نگاه من و تو.
من کجای این فرآیند قرار دارم و تو کجای این فرآیند؟ من درون آنم یا تو بیرون آن؟ من فاعلم یا ناظر و تو چطور؟
نسبیت به ما میگوید که حتی «واقعیت» و نوع نگاه نیز نسبیست.
اگر میگوییم طول ها تا هیچ انقباض میابد(در تندی نور) این بدان معنا نیست که تمام «واقعیت» طول تا هیچ کاهش میابد.

طول در نظر «من» ناظر کاهش میابد و از نظر «تو» فاعل همان است. اما حقیقت چیست؟
اینجا باید بدانیم که حقیقت یا «واقعیت» نسبیست.

وقتی این «واقعیت» نسبیست، هر جزئی از این کل نیز نسبیست. حتی از نظر نسبیت، جز و کل نیز نسبیست.
لیوان آبی را در نظر بگیرید. درون این لیوان تریلیون ها اتم و مولکول تشکیل دهنده آب وجود دارد که «تو» و دنیای اطراف تو آن را محاصره کرده است. در این سیستم «تو» و دنیای تو «کل»، و آن لیوان آب و اتم هایش «جز» هایی بیش نیستند.

اما این نیز نسبیست!
از نظر موجودی ناظر بر تو و دنیای تو(از ابعادی بالاتر)، «تو» جز هستی و «او» و دنیایش کل تو. پس واقعیت چیست؟

فراموش نکنید که «واقعیت» نسبیست.

پس واقعیت من، دنیای من و همه چیز من برای من است و دنیای تو با تمام ویژگی هایش برای تو.
چیزی که تو از دنیایت میدانی، من از آن نخواهم دانست. نه بدین سبب که آگاهی اش را ندارم بلکه بدین سبب که «واقعیت» نیز نسبیست.

اگر در تندی حدی، زمان تحریف میشود، تو این تحریف را درک نخواهی کرد و نه بدین سبب که «آگاهی» تو ناقص است و بدین سبب که «واقعیت» تو از من متمایز است.
بعبارتی این ساعت تو نیست که کند کار میکند بلکه واقعیت توست که از نسبیت و نسبی بودن تبعیت میکند.

اگر طول ها(ابعاد) تا هیچ منقبض میشوند، این از نظر من ناظر بر دنیای توست، دنیایی که تو جز آنی و من کل آن!
اینجا دیگر مفهوم اندازه، واحد، طول و بطور کلی «واقعیت» است که «منقبض» میشود. تبدیلات وارد میدان میشوند. این دنیای توست که منقبض میشود و نسبی عمل میکند و تو این را نخواهی فهمید چون تو کل دنیای خودتی و من کل دنیای خودم و «واقعیت» من از واقعیت تو متمایز است.

🆔 @Physics3p

‍ 🌀 پارادوکس اطلاعات


🔺 استیون هاوکینگ معتقد است اگر چیزی را به درون یک سیاهچاله پرتاب کنیم، اطلاعاتی که با خود حمل می‌کند، برای همیشه از بین می‌روند و هرگز باز نمی‌گردند. تنها پارامترهایی را که می‌توان از راه دور از یک سیاه‌چاله اندازه گرفت، جرم، اسپین و بار آن‌ هستند. اینکه‌ چه چیزی را به درون سیاهچاله پرتاب می‌کنیم مهم نیست، به هر حال تمام اطلاعات درون آن را از دست خواهیم داد. (این مسئله با این جمله بیان می‌شود که سیاهچاله‌ها مو ندارند، یعنی تمام اطلاعات را از دست داده‌اند، تمام موها، به جز اطلاعات مربوط به این پارامتر).

🆔 @Physics3p

🔻 به نظر می‌رسد که از بین رفتن اطلاعات جهان ما، پیامد اجتناب‌ناپذیر نظریه‌ی اینشتین باشد. اما از طرفی این مسئله با اصول مکانیک کوانتومی که بیان می‌دارند اطلاعات هرگز نمی‌توانند گم شوند، در تناقض است. اطلاعات باید جایی در جهان ما شناور باشند، حتی اگر خود جسم به درون یک سیاهچاله فرو رفته باشد.


🔺 هاوکینگ نوشته است: «اغلب فیزیک‌دانان تمایل دارند باور کنند که اطلاعات از بین نرفته‌اند. زیرا این باور جهان را امن و قابل پیش‌بینی می‌کند. اما من عقیده دارم اگر نسبیت عام اینشتین را جدی بگیریم، باید این احتمال را در نظر بگیریم که فضا-زمان خود را در گره‌هایی مقید کرده و اینکه اطلاعات در پیچ و تاب‌ها گم می‌شوند. امروزه تعیین اینکه آیا اطلاعات واقعاً گم می‌شوند یا نه، یکی از پرسش‌های اصلی فیزیک نظری است». این پارادوکس که هاوکینگ را در مقابل اغلب نظریه‌پردازان ریسمانی قرار می‌دهد، هنوز حل نشده است. اما نظریه‌پردازان ریسمانی ادعا می‌کنند که بالاخره خواهند فهمید که اطلاعات گم‌شده کجا رفته‌اند.

🆔 @Physics3p

🔻 به عنوان مثال اگر یک کتاب را به درون سیاهچاله‌ها پرتاب کنیم، می‌توان تصور کرد که اطلاعات درون کتاب، در فرم نوسانات کوچکی که در تابش هاوکینگ یک سیاهچاله تبخیرشونده وجود دارند،‌به تدریج به درون جهان ما رسوخ می‌کنند. یا شاید این اطلاعات از درون یک سفیدچاله در طرف دیگر سیاهچاله مجدداً بیرون بیایند. میچیو کاکو فیزیک‌دان برجسته نظری معتقد است که اطلاعات در حقیقت گم نشده‌اند، بلکه زیرکانه در جای دیگری مجدداً ظاهر می‌شوند. سرمقاله‌ی نیویورک‌تایمز در سال ۲۰۰۴ به استیون هاوکینگ اختصاص یافت. او در مقابل دوربین‌های تلوزیونی اعلام کرد که در مورد پارادوکس اطلاعات اشتباه کرده است. (سی سال قبل او با دیگر فیزیک‌دانان شرط بسته بود که اطلاعات هرگز نمی‌توانند از یک سیاه‌چاله به بیرون نشت کنند. بازنده این شرط‌بندی موظف به تهیه دائره‌المعارفی بود که اطلاعات آن را به راحتی قابل اصلاح و بازیابی باشند).


🔺 او با انجام مجدد برخی از محاسبات پیشین خود دریافت که اگر یک شی‌ء مثلاً‌ یک کتاب به درون سیاه‌چاله بیافتد، ممکن است میدان تابش منتشر شده را مختل سازد و به این ترتیب اطلاعات به جهان ما بازگردند. اطلاعات کتاب، درون تابش کدگذاری شده و به شکلی پاره‌پاره به آهستگی به بیرون سیاهچاله نشت می‌کنند. این مسئله هاوکینگ را در گروه فیزیک‌دانان کوانتومی قرار داد. کسانی که عقیده دارند اطلاعات نمی‌تواند گم شود. اما به‌علاوه این سوال مطرح شد: آیا اطلاعات می‌توانند به یک جهان موازی انتقال یابند؟ در ظاهر به‌نظر می‌رسید که نتیجه او،‌ ایده را که اطلاعات ممکن است از طریق یک کرمچاله به یک جهان موازی انتقال یابد، دچار شبهه کند. با این حال هیچ‌کسی عقیده ندارد که او در این باره حرف آخر را زده است. تا زمانی‌که نظریه‌‌ی ریسمان‌ها کامل نشده است و محاسبات گرانش کوانتومی انجام نگرفته است، هیچ‌کس باور نخواهد کرد که پارادوکس اطلاعات کاملاً حل شده باشد.

🆔 @Physics3p

منبع: سایت بیگ بنگ

🔸 در این ویدئو فیزیکدانان برایان گرین، کامران وفا و پیتر گالیسون به اختصار پارادوکس نابودی اطلاعات در سیاهچاله ها و این که حل این مساله چگونه می تواند درک کلی ما از جهان را به شکل شگفت آوری دچار دگرگونی کند، شرح می دهند.

🔹 قابل ذکر است “اصل هولوگرافی” که در این ویدئو مورد اشاره قرار می گیرد، ارتباطی با تعبیرهای فرا روانی و عرفانهای مدرن ندارد.

🆔 @Physics3p

〰〰〰 امواج گرانشی چیست؟

🔺 طبق نسبیت عام گرانش نتیجه ی انحنای بافت فضا-زمان می باشد. حال در سامانه ی دو ستاره ای یا سیاهچاله ای امواج گرانشی به وجود می آید. امواج گرانشی چین و شکن هایی در فضا زمان هستند که وجودشان را اینشتین پیش بینی کرد. امواج گرانشی درست مانند امواج لرزه در پوسته زمین منتشر می شوند اما برخلاف آنها امواج گرانشی می تواند در فضای خالی و با سرعت نور حرکت کنند.

🔻 اگر بتوانید به موج گرانشی که به سمت شما می آیند نگاه کنید خواهید دید که فضا در جهات بالا، پایین، چپ و راست کشیده و فشرده می شوند.

🆔 @Physics3p

🔸 امواج گرانشی

🆔 @Physics3p
🆔 @Physics3p

📚 کتاب هفته

📎 عنوان: فلسفه فیزیک
✍ نویسنده: Dr. Max Planck
☑ موضوع: فلسفه-علم

#فارسی

🆔 @Physics3p

📚 چرا زمان گاهی سریعتر یا کندتر میشود؟

📎 قسمت اول

🆔 @Physics3p

🔸گاهی اینطور به نظر می رسد که زندگی از ما جلو میزند. در هنگام کودکی، زمان به آرامی و خوشی سپری می شود. زمان زیادی را صرف مسافرت و تعطیلات تابستانی می کنیم و گویی این لحظات تا ابد ادامه دارد. اما در بزرگسالی، گویی زمان با سرعت ترسناکی در حال گذر است؛ طوری که تعطیلات عید نوروز و سالروز تولد انسان‌ها خیلی زود از راه می‌رسد. اما شاید درست نیست چنین احساسی داشته باشیم.

🔹تجربه ما از زمان، متغیر است؛ در برخی شرایط تسریع شده و در برخی شرایط هم به کُندی می گذرد. حتی حالت‌های تغییر یافته‌ای از آگاهی نیز وجود دارد (مثلا هنگامیکه داروهای توهم‌زا استفاده می کنیم؛ شرایط دلخراش و تکان دهنده‌ای تجربه می کنیم؛ یا زمانیکه قرار است ورزشکاران وارد بازی شوند.). در چنین شرایطی، به نظر می رسد که زمان به کندی سپری می شود.

🔸پس شاید با درک فرایندهای روانی ِ دخیل در تجارب مختلف ما از زمان بتوانیم زمان را قدری کُندتر کنیم. “استیو تایلور” استاد ارشد روانشناسی دانشگاه لیدز بکت در کتاب خود با عنوان «استفاده از زمان»، چندین قانون پایه برای «زمان روانشناسی» پیشنهاد داده که اکثر افراد آنها را تجربه می کنند. بر همین اساس، همزمان که سنّ مان بالا می رود، احساس می کنیم زمان زودتر می گذرد. دیگر اینکه، وقتی در محیط‌های جدید پا می گذاریم یا تجارب جدید بدست می آوریم، اِنگار زمان کُند می گذرد. این دو قانون تحت تاثیر یک عامل قرار دارند: رابطه میان تجربه ما از زمان و مقدار اطلاعاتی که ذهن‌مان پردازش می کند. هرچه مقدار اطلاعات ورودی به مغز ما بیشتر باشد، زمان به همان میزان کُندتر خواهد گذشت. شاید به همین دلیل است که زمان برای کودکان خیلی کند سپری شده و با افزایش سن، عکس این قضیه روی می دهد.

🔹برای کودکان، جهان جای بسیار زیبا و شگفت‌انگیز و مملو از تجارب جدید و حس تازه است. اما وقتی بزرگتر می شویم، تجربه‌های کمتری داریم و دنیای پیرامون‌مان آشناتر می شود و چیز خیلی تازه‌ای برای عرضه ندارد. حساسیت خود را به تجربه‌هایمان از دست می دهیم، یعنی اطلاعات کمتری را پردازش می کنیم و گویی زمان تسریع می یابد. عامل تاثیرگذار دیگر، شاید جنبه «نسبی» باشد؛ یعنی وقتی بزرگتر می شویم، هر بازه زمانی بخش کوچکی از زندگی ما را بعنوان یک کُل تشکیل میدهد.

🔸اینطور استنباط می شود که وقتی انسان در محیط‌های ناآشنا قرار می گیرد، تجربه‌اش از زمان بسط می یابد، زیرا در چنین وضعیتی است که مغز به پردازش مقدار زیادی از اطلاعات می پردازد. وقتی به یک کشور خارجی سفر می کنید، حساسیت بسیار زیادی به محیط اطرافتان دارید. همه چیز ناآشنا و تازه است؛ پس دقت بیشتری به خرج داده و اطلاعات زیادی را وارد مغز می کنید.

ادامه دارد....

🆔 @Physics3p

📚 چرا زمان گاهی سریعتر یا کندتر میشود؟

📎 قسمت دوم

🆔 @Physics3p

🔸وقتی در یک دوره آموزشی شرکت می کنید، دقیقا همین تجربه را دارید و به همراه گروهی از انسان‌های غریبه به یادگیری چیزهای جدید مشغول می شوید. به نظر می رسد که اگر در خانه می ماندید و فعالیت‌های عادی روزمره‌تان را انجام می دادید، زمان بیشتری می کردید. تمامی اینها به یک سری پیشنهادات ختم می شود که میتوانیم با استفاده از آن تجربه‌مان را از زمان گسترش دهیم. در ابتدا، چون می دانیم که آشنا بودن با انسان‌ها و محیط، باعث سپری شدن سریع‌تر زمان می شود، میتوانیم با قرار دادن خودمان در شرایط و محیط‌های جدید، زمان را کُندتر کنیم. مثلا با سفر به مکان‌های جدید، به چالش کشیدن خود با کارهای جدید، آشنایی با آدم‌های جدید، دادن اطلاعات جدید به مغز، تجربه مهارت‌ها و سرگرمی‌های جدید و غیره. این کارها باعث می شود مغزمان اطلاعات بسیار زیادی را برای پردازش داشته باشد.

🔹در ثانی، ما میتوانیم آگاهی‌مان را نسبت به تجربه‌ها افزایش داده و زمان را کُندتر کنیم. مفهوم «ذهن‌آگاهی» به این معنی است که به حواس‌مان را کاملا معطوف کاری کنیم که در حال انجامش هستیم؛ به آنچه می بینیم، به آنچه احساس می کنیم؛ به آنچه بو می کنیم و غیره. لذا از افکارمان فاصله می گیریم. ذهن‌آگاهی به ما می گوید که با احساس و تجربه‌مان زندگی کنیم، نه با ذهن‌مان. ذهن‌آگاهی رویکرد متفاوتی برای پرهیز از وضعیت آشنایی است. این مفهوم نَه با جستجوی تجارب جدید، بلکه با تغییر نگرش نسبت به تجارب تحقق پیدا می کند.

🔸برای مثال، وقتی اول صبح دوش می گیرید، به جای اینکه به ذهن‌تان اجازه دهید دربارۀ کارهایی که قرار است آن روز انجام دهید، بیندیشد یا چیزهایی که شب گذشته انجام دادید، سعی کنید به اینجا و اکنون توجه داشته باشید؛ به حسی که آب در اثر برخورد به بدنتان و پایین آمدن از آن ایجاد می کند، توجه نمایید؛ به حس تمیزی و گرمایی که آب ایجاد می کند، به دقت توجه کنید. وقتی از سر کار برمیگردید یا در قطار یا اتوبوس هستید، به جای اینکه به مشکلات کاری و دغدغه‌هایتان بیندیشید، به بیرون از خودتان توجه کنید. به آسمان، خانه‌ها و ساختمان‌هایی که در حین عبور می بینید، بطور عمیق توجه کنید با این کار درخواهید یافت که چیزهای زیادی وجود دارد که می توانید با اندیشیدن به آنها لذت ببرید و جنبه‌های تازۀ آنها را کشف کنید. ذهن‌آگاهی باعث افزایش مقدار اطلاعاتی می شود که ذهن میخواهد آنها را پردازش کند. با این دیدگاه، نیازی نیست زمان را بعنوان دشمن خود بدانیم. تا قسمتی این امکان هست که تجربه‌مان از گذر زمان را درک و کنترل کنیم.

☑ پایان.

💬 منبع: وبسایت علمی بیگ بنگ

🆔 @Physics3p