جلد اول کتاب فوق👆👆

↙اتم‌های بدن ما از کجا آمده‌اند؟

بدن ما از اتم‌هایی ساخته شده‌ که در زمان بیگ‌ بنگ و آغاز جهان شکل گرفته‌اند. این اتم‌ها به همراه عناصر بسیاری درون چندین نسل از ستارگان پخته شده‌اند.
اتم‌های بدن ما روزی بخشی از یک سحابی بوده‌اند که خورشید و سیارات منظومه شمسی ما را ساخته‌اند!
اتم‌های بدن ما روزی بخشی از زمین ۴.۵ میلیارد ساله بوده‌اند و هزاران بار از دایناسورها، ماهی‌ها، باکتری‌ها، گیاهان، پرندگان، کرم‌ها، و سایر موجودات زنده بازیافت شده‌اند.
ما نیز بعد از حیات، اتم‌های بدن خود را مجددا به زمین بر می‌گردانیم تا بارها و بارها توسط مخلوقات در جهان دیگری مورد استفاده قرار گیرند.

🆔 @Physics3p

🎦 تاریخچه کیهانی: از بیگ بنگ تا زمان حال

💢می خواهیم سفری را آغاز کنیم، این ویدئو کل ۱۳ میلیارد سال عمر کیهان را در مقیاسی ده دقیقه ای به تصویر می کشد از بیگ بنگ تا امروز. هر ثانیه نشان دهنده ۲۲ میلیون سال است. در این مقیاس، انسان‌ها تا آخرین کسر از پایان ثانیه‌ی آخر پدیدار نمی شوند.

🔵 منبع: سایت بیگ بنگ

🆔 @Physics3p

قطر مشتری ۱۱ برابر زمین است و می‌تواند ۱،۳۰۰ زمین را درخود جای دهد.
خورشید با قطری ۱۰ برابر مشتری می‌تواند ۱،۰۰۰ مشتری را درخود جای دهد. با این محاسبه خورشید قادر است ۱،۳۰۰،۰۰۰ زمین را در خود جای دهد!!
این در حالی است که بزرگترین ستاره شناخته شده در کهکشان راه شیری، با نام UY Scuti با شعاعی ۱،۷۰۰ برابر خورشید قادر است بیش از ۴ تریلیون و ۹۰۰ میلیارد خورشید را در خود جای دهد!

🆔 @Physics3p

تا قرن نوزدهم تصور می‌شد که اتم کوچک‌ترین واحد سازنده‌ی ماده است. اتم از واژه‌ی یونانی «اتوموس» (atomos) به معنی غیر قابل تقسیم آمده است. یعنی اینکه انتظار نمی‌رفته بتوان آن را به قطعات کوچکتر تقسیم کرد. ولی در دهه‌ی ۱۸۷۰، دانشمندان ذراتی را یافتند که تقریبا ۲۰۰۰ بار از اتم‌ها سبک‌تر بودند. طی نیم قرن بعد دانشمندان فهمیدند که اتم دارای یک هسته است و الکترون‌ها در مدار آن گردش می‌کنند. هسته که سنگین‌ترین قسمت اتم است، خودش از دو نوع ذره، یعنی پروتون و نوترون تشکیل شده است. پروتون‌ها بار مثبت و نوترون‌ها بار خنثی دارند. دانشمندان باز هم متوقف نشدند و راه‌هایی برای تقسیم بیشتر اتم‌ها یافتند تا مفهوم ذرات بنیادین شکل گرفت. تا دهه‌ی ۱۹۶۰، دانشمندان ده‌ها ذره‌ی جدید پیدا کرده بودند.

🆔 @Physics3p

به طور متوسط در هرثانیه بیست هزار ستاره از حوزه دسترسی ما خارج می شوند به این معنی که هرگز نور آنها به ما نخواهد رسید.

یعنی نوری که یک ثانیه پیش توسط آن ستاره ها شروع به حرکت به ما کرده روزی به ما خواهد رسید اما، نوری که دقیقا در همین ثانیه از آنها شروع به حرکت به ما کرده، هرگز به ما نخواهد رسید.

در حقیقت جهان به ما یادآوری می کند که هر ثانیه چقدر ارزشمند است.
قدر ثانیه به ثانیه زندگی خود را بدانید...

🆔 @Physics3p

بیش از نزدیک به یک قرن است که دانشمندان در جستجوی «ماده تاریک» هستند؛ ماده‌ای نامرئی و ناشناخته که انتظار می رود قسمت اعظمی از کیهان را تشکیل داده باشد. دلیل تداوم جستجوی دانشمندان این است که ماده تاریک باید این واقعیت را توضیح دهد که کهکشان‌ها ظاهرا از قوانین پایه فیزیک تبعیت نمی کنند. با این حال، جستجوی ماده تاریک هنوز ناموفق بوده است.
🆔 @Physics3p

همانطور که پیشتر در این کانال پرداختیم، طبق #نسبیت خاص انیشتین با نزدیک شدن تندی اجسام جرم دار به تندی نور، طول ها تا هیچ منقبض و جرم اجسام به بینهایت میل میکند.
بنا به این اصل میتوان به این نتیجه رسید که ماده قابلیت رسیدن به سرعت نور را ندارد و تنها ذرات بی جرم مانند فوتون های انرژی میتوانند به این سرعت دست یابند.

طرح بالا تغییر طول یک سفینه فرضی با نزدیک شدن به سرعت نور را نشان میدهد:

۱»»» v=۰
۲»»» v=۸۷٪ سرعت نور
۳»»» v=۹۹٪ سرعت نور
۴»»» v=c

🆔 @Physics3p

🎦 انیمیشنی از سیاهچاله در حال بلعیدن یک ستاره

🆔 @Physics3p

🎦 چه اتفاقی میافتد اگر سیاره زمین بصورت ناگهانی از حرکت وضعی خود بایستد؟

💢 ده اتفاق وحشتناک ناشی از توقف ناگهانی زمین

🔵 منبع: تاپ تن فارسی/ یوتیوب

🆔 @Physics3p

goo.gl/8AD3fh

📚 تابش هاوکینگ(تابش ناشی از سیاهچاله ها)

🔸دانشمندان بتازگی یک قدم به سمت اثبات وجود «تابش هاوکینگ» گام برداشتند. با استفاده از یک آنالوگ فیبر نوری افق رویداد – یک مدل آزمایشگاهی از فیزیک سیاهچاله – محققان موسسۀ علوم ویزمن در ریهووت اسرائیل گزارش ‌دادند که یک تابش هاوکینگ شبیه‌سازی شده ساختند.

🔹تحت فرمول‌بندی نسبیت عام، وجود سیاهچاله اجتناب‌ناپذیر است. وقتی چیزی از افق رویداد عبور کرده و وارد قلب سیاهچاله می‌شود، هیچ راه بازگشتی وجود ندارد. بنابراین، نیروی گرانشی سیاهچاله به حدی شدید است که حتی نور – سریعترین چیز در جهان – نیز نمی‌تواند از آن فرار کند. بنابراین، طبق نسبیت عام، سیاهچاله هیچ تابش الکترومغناطیسی را ساطع نمی‌کند. اما همانطور که استیون هاوکینگ جوان در سال ۱۹۷۴ نظریه‌پردازی کرد، وقتی مکانیک کوانتومی را به این مخلوط اضافه کنید، چیزی ساطع می‌شود.

🔸این تابش الکترومغناطیسی نظری «تابش هاوکینگ» نامیده می‌شود و شبیه تابش جسم سیاهچاله است که در اثر دمای سیاهچاله تولید شده و رابطۀ عکس با جرم دارد. این تابش به این معناست که سیاهچاله‌ها به آهستگی و به طور مستمر در طول عمر خود در حال تبخیراست. بر اساس ریاضیات، این تابش به حدی کم نور است که با ابزار فعلی قابل تشخیص نیست.

🔹بنابراین، محققان سعی دارند آن را در یک آزمایشگاه با استفاده از آنالوگ‌های سیاهچاله بازسازی کنند. می‌توان آنها را از چیزهایی که امواج را تولید کنند ساخت، مثل امواج صوتی و مایع را در یک مخزن خاص از چگالش بوز-اینشتین یا از نورِ موجود در فیبر نوری. فیزیکدان لئونهارت گفت: «تابش هاوکینگ پدیده‌ای کلی‌تر از آن چیزی است که تصور می‌شد. این تابش می‌تواند در هر زمانی که افق‌های رویداد ساخته شوند رخ دهد و به شکل اخترفیزیک یا برای نور در مواد نوری، امواج آبی یا اتم‌های به شدت سرد باشند.

🔵 منبع: بیگ بنگ

🆔 @Physics3p

اکثر‌ داستان های تخیلی مکانیک کوانتوم از دل آزمایش دوشکاف بیرون میاد.

ریچارد فاینمن برای توضیح این که‌ چطور الکترون ها در آزمایش دوشکاف روی صفحه الگوی تداخلی ایجاد می کنن و به جاهایی از صفحه برخورد می کنن که شکافی رو به روش نیست بیان میکنه که الکترون، از هر‌ دو شکاف رد میشه و تداخل این دو مسیر با هم، باعث به وجود آمدن الگوی تداخلی میشه. البته قضیه به همین جا‌ ختم نمیشه بلکه فاینمن‌ میگه الکترون برای رسیدن به صفحه، نه تنها از هر دو شکاف، بلکه از هر مسیری در کل کائنات عبور می کنه تا به صفحه برسه‌ و تداخل این مسیرها‌ هست که الگوی تداخلی ایجاد میکنه.

حالا داستان تخیلی که از این قضیه بیرون میاد و به دنیای اطراف ما که هر روز مشاهدش می کنیم، ربط میدن، اینه:

شما برای پیمودن عرض اتاقتان، حتی از مسیرهایی که از مریخ، مشتری‌‌ و حتی کهکشان های دیگر عبور می کند، رد می شوید و سپس به مقصد می رسید.


🆔 @Physics3p

📚 #میدان_بوزون_هیگز

#قسمت_اول

🔸 چندین دهه محققان #فیزیک بنیادی برای کشف بوزون هیگز #ذره ای که منشاء ذرات بنیادی است، تلاش می کنند ودر نهایت این ذره که وجود آن حدودا در 50 سال پیش توسط پیتر هیگز و فرانسوا انگرت پیش بینی شده بود در چهارم ژوئیه ی 2012 در #شتاب_دهنده ی هادرونی CERN به اثبات رسید.

🔹 جرم اجسام از مجموع جرم ذرات سازنده آنها یعنی مولکول ها و #اتم ها حاصل می شود، اما از آنجایی که تمامی اتم های جهان هم به نوبه خود از ذرات بنیادین نظری #الکترون ها و #کوارک ها تشکیل شده اند. پس یک سوال مهم مطرح برای فیزیکدان ها این بود که چه چیزی جرم یک ذره بنیادین را در جهان تعیین می کند، به عبارتی چه چیزی سبب می شود که #الکترون ها، #کوارک ها و #فوتون ها با وجود آنکه همگی ذرات بنیادین محسوب شده و فاقد ساختار درونی هستند یعنی از ذرات کوچکتر و متعدد دیگری تشکیل نشده اند با این حال جرم های متفاوتی داشته باشند؟

 یعنی مثلا چه عاملی سبب می شود که جرم الکترون فلان مقدار باشد و جرم کوارک بالا مقدار دیگری باشد؟

🔸 در سال ۱۹۶۴ فیزیکدانی به نام پیتر هیگز از دانشگاه ادینبورگ اسکاتلند پس از مدتی دست و پنجه نرم کردن با معمای منشاء جرم جهان در نهایت توانست پاسخ عجیب این معما را بیابد. هیگز به این نتیجه رسیده بود که خلاء کیهانی در حقیقت خالی نیست؛ بلکه عملا با میدان نامرئی و اسرار آمیزی پر شده است.

اما از آنجایی که این میدان اسرار آمیز در تمامی گستره جهان و در کل کیهان بطور یکسان وجود دارد، بنابراین ما مستقیما متوجه حضور آن نمی شویم.

🔹 هیگز با محاسبات ریاضی خود نشان داد که جرم ذرات بنیادی در واقع ماحصل بر هم کنش آنها با همین میدان اسرار آمیز کیهانی است؛ یعنی هر چه شدت برهم کنش ذره ای با این میدان کمتر باشد، راحت تر و سیال تر در درون این اقیانوس نامرئی حرکت می کند گویی که لختی یا جرم بسیار کمی دارد؛ اما چنانچه شدت برهم کنش ذره ای با این میدان زیاد باشد چنان به سختی در فضا حرکت می کند که گویی لخت و سنگین است. بعنوان مثال از آنجایی که ذره ای نظیر فوتون عملا هیچ برهم کنشی با این میدان کیهانی که امروزه اصطلاحا « میدان هیگز » نامیده می شود ندارد بنابراین جرم فوتون صفر است؛ اما مثلا کوارک t به علت برهم کنش شدید خود با میدان هیگز، جرم بسیار زیادی دارد و سنگین ترین ذره بنیادین شناخته شده جهان محسوب می شود.

🆔 @Physics3p

📚 #میدان_بوزون_هیگز

#قسمت_دوم

🔸 اگر جرم در جهان ما به حضور میدان نامرئی و اسرار آمیز باز می گردد که کل جهان را پر کرده است پس چگونه می توان به وجود چنین میدانی بطور تجربی پی برد؟

🔹 خوشبختانه هیگز راهی برای حل این معما هم پیدا کرد. راه حل پیشنهادی هیگز برای کشف این میدان، جست و جوی #کوانتوم این میدان یعنی #ذره ای با ویژگی های مشخص بود، ذره ای که بعدها به افتخار خود او « #ذره_هیگز » نامیده شد، اما ببینیم منظور از کوانتوم میدان هیگز چیست؟

🔸 از نگاه نظریه کوانتومی، میدان هیگز در واقع ماحصل انبوهی از ذراتی است که مستمرا در کل گستره خلاء کیهانی از انرژی پایه خلاء آفریده شده و لحظه ای بعد از بین می رود. این ذرات که در حال جوشش دائمی از دل خلاء کیهانی هستند و با حضور خود در تمامی پهنه کیهان، میدان هیگز را تشکیل می دهند.

🔹 بدین ترتیب براساس نظریه میدان کوانتومی می توان گفت که گستره خلاء کیهانی همیشه مملو از ذرات هیگز است. بنابراین هر ذره بنیادی در مسیر حرکت خود در فضا عملا باید از میان انبوهی از ذرات هیگز عبور کند. حال همانطور که قبلا هم بیان شد چنانچه ذره ای برهم کنش بسیار ضعیفی با ذرات هیگز داشته باشد، به سادگی از میان آنها عبور خواهد کرد، گویی تقریبا جرمی ندارد. اما ذراتی که برهم کنش شدیدی با ذرات هیگز دراند، به سختی از میان انبوه این ذرات عبور می کنند و همین مساله سبب می شود به گونه ای رفتار کنند که گویی لختی یا جرم زیادی دارند.

🔸 بر این اساس می توان گفت تمامی ذرات بنیادی در لحظه بیگ بنگ بدون جرم بوده اند. اما پس از کسر بسیار کوچکی از ثانیه یعنی تقریبا یکصد میلیاردیم ثانیه بعد از بیگ بنگ، ذرات هیگز از انرژی بیگ بنگ پدید آمده و کل جهان را پر کردند و بدین ترتیب ناگهان برخی از ذرات بنیادی به واسطه بر هم کنش با آنها جرم دار شدند. ضمنا از آنجایی که ذرات هیگز با خودشان هم برهم کنش می کنند؛ بنابراین آنها هم به نوبه خود جرم دارند.

🆔 @Physics3p

⚛ کانال فیزیک کوآنتوم👆👆👆

همراهان گرامی لطفأ برای مطالعه مطالب مورد نظر خودتون، یک کلمه کلیدی از مطلب مربوطه را جستجو کنید.
برای مثال برای جستجوی مطالب مربوط به آزمایش دو شکاف، کلمه «شکاف» را جستجو کنید.

باتشکر از همراهی شما عزیزان.

goo.gl/SKum4M

📚 آیا “ماده تاریک” واقعأ وجود دارد؟!

🔸بیش از نزدیک به یک قرن است که دانشمندان در جستجوی «ماده تاریک» هستند؛ ماده‌ای نامرئی و ناشناخته که انتظار می رود قسمت اعظمی از کیهان را تشکیل داده باشد. دلیل تداوم جستجوی دانشمندان این است که ماده تاریک باید این واقعیت را توضیح دهد که کهکشان‌ها ظاهرا از قوانین پایه فیزیک تبعیت نمی کنند. با این حال، جستجوی ماده تاریک هنوز ناموفق بوده است.

🔹یک مقاله جدید نشان می دهد که با تغییر جزئی در قوانین گرانش در مقیاس‌های عظیم کهکشانی، شاید دیگر به “ماده تاریک” نیاز نباشد. اخترشناس سوئیسی «فریتز زوئیکی» در دهه ۱۹۳۰ میلادی دریافت که سرعت در خوشه‌های کهکشانی به قدری بالاست که مشاهده مقدار ماده موجود در جهان را با دشواری روبرو می سازد. گروه‌های مختلف اخترشناسان به توصیف پدیده مشابهی پرداختند.

🔸این محققان به مطالعه حرکت ستارگان در گوشه‌های دوردست کهکشان آندرومدا پرداختند. انتظار می رفت سرعت ستارگان به دور از مرکزشان با کاهش مواجه شود زیرا نیروی گرانشی کمتری تجربه می کنند. زیرا بر اساس قانون دوم نیوتن (حرکت)، کِشش گرانشی در مادۀ چرخان می تواند با محصول جرم آن همسان در نظر گرفته شود.

🔹اما اندازه‌گیری‌ها نشان داد که سرعت در فواصل دور کاهش پیدا نمی کند. لذا دانشمندان استنباط کردند که باید نوعی ماده نامرئی وجود داشته باشد تا کشش گرانشی قدرتمندتری به وجود آورده و حرکت سریع ستارگان را با سهولت همراه کند. در دهه‌های گذشته، کاوشگرهای متعددی در مقیاس‌های خیلی بزرگ با چنین مشکلی روبرو شده‌اند.

🔸ماهیت ماده تاریک همچنان به عنوان چالشی بزرگ در فیزیک مدرن است. سوال اصلی این است که آیا ماده تاریک یک منبع جرم مفقود است (مثل نوع جدیدی از ماده) یا قانون گرانش در مقیاس‌های طول عظیم، متفاوت است؟ اگرچه گزینه اول خیلی وسوسه برانگیز به نظر می رسد، اما هنوز موفق به کشف ماده تاریک نشده‌ایم. همچنین، اگرچه قوانین گرانش در منظومه شمسی به خوبی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند، اما باید جانب احتیاط را در تعمیم آنها به مقیاس‌هایی که دستکم یک میلیارد برابر بزرگتر هستند، رعایت کرد.

🔵 منبع: سایت بیگ بنگ

🆔 @Physics3p

اصولا به ذراتی که سازنده ماده هستند مثل الکترون ، پروتون و کوارک و غیره فرمیون میگن.

و باز هم اصولا به ذره هایی که حامل نیروهای بنیادین هستن، مثل ذره فوتون برای نیروی الکترومغناطیس، بوزون میگن.

به طور کلی همه ذره های بنیادینی که در جهان می شناسیم یا فرمیون هستند یا بوزون.

یکی از پیش بینی های نظریه ریسمان که بر مبنای معادلات ریاضی استواره این هست که در جهان ما، به ازای هر ذره فرمیون یک ذره بوزون هست و به ازای هر ذره بوزون هم یک ذره فرمیون هست. به این ارتباط بین بوزون ها و فرمیون ها اَبرتقارن یا سوپرسیمتری میگن.

برای این که این پیش بینی درست باشه باید 36 ذره بنیادی در طبیعت وجود داشته باشد، در صورتی که در مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادی، که ذرات اون در دستگاه شتاب دهنده ذرات هم آشکارسازی شده، فقط 18 ذره بنیادی مشاهده و کشف شده.

یجورایی از منظر نظریه ریسمان، ذرات بنیادینی که تاکنون در طبیعت کشف شدن هنوز کافی نیستن و باید تعدادشون دو برابر شه.

نظریه پردازان ریسمان اُمیدشون به دستگاه شتاب دهنده ذرات در شهر سرن سوییس هست تا ذرات مربوط به اَبرتقارن رو براشون کشف کنه.

🆔 @Physics3p

اگر ذهن ‌های کوچک ما، برای راحتی، جهان را به بخش‌های فیزیک، زیست ‌شناسی، زمین‌شناسی، نجوم، روانشناسی و غیره تقسیم می کنند، به خاطر داشته باشید که طبیعت از تقسیم بندی ما آگاه نیست.

ریچارد فاینمن
🆔 @Physics3p

goo.gl/qod5ZH

📚 فشار پروتون برای نخستین‌بار محاسبه شد

🔸فیزیکدانان دانشگاه “ام. آی. تی”در بررسی جدیدی موفق شدند برای نخستین‌بار توزیع فشار پروتون را محاسبه کنند و دریافتند پروتون، یک هسته بسیار فشرده دارد که میزان فشار آن بیشتر از میزان فشار درون یک ستاره نوترونی است.

🔹ستاره‌های نوترونی از متراکم‌ترین اجسام جهان هستند. تراکم این ستاره‌ها به قدری است که یک قاشق چای خوری از آنها می‌تواند ۱۵ برابر وزن ماه را داشته باشد. اکنون مشخص شده فشار پروتون‌ها حتی بیشتر از ستاره‌های نوترونی است. هسته پروتون فشاری را از مرکز آن به اطراف منتقل می‌کند؛ در حالی که فشار نواحی اطراف آن، به قسمت درونی وارد می‌شود. این شرایط مانند زمانی است که یک توپ بیس‌بال در حال بزرگ شدن داخل توپ فوتبالی باشد که در حال از دست دادن باد و جمع شدن است. این فشار رقابتی، به تثبیت ساختار کلی پروتون کمک می‌کند.

🔸پژوهشگران در این پروژه موفق شدند برای نخستین بار توزیع فشار پروتون را با بررسی توزیع “کوارک‌ها”(quarks) و “گلوئون‌ها”(gluons) محاسبه کنند. کوارک‌ها، ذرات بنیادی و یکی از اجزای پایه‌ای تشکیل‌دهنده ماده هستند و گلوئون‌ها، ذره‌هایی هستند که بین کوارک‌ها مبادله می‌شوند تا آنها را به هم پیوند دهند. “فیالا شاناهان”، استاد فیزیک دانشگاه ام. آی. تی و نویسنده ارشد این پژوهش گفت: فشار، یکی از جنبه‌های بنیادین پروتون است که هنوز اطلاعات کمی درباره آن وجود دارد. اکنون ما دریافته‌ایم که کوارک‌ها و گلوئون‌های موجود در مرکز پروتون، فشار بیرونی قابل توجهی تولید می‌کنند. با این بررسی می‌توان تصویر کاملی از ساختار پروتون ارائه داد.

🔵 منبع: بیگ بنگ

🆔 @Physics3p

🎦 چه اتفاقی میافته اگر کره ماه ناپدید بشه؟

🆔 @Physics3p