🔻 نوترینو

✔ نور حدود 100 هزار سال در راه است تا از مرکز به سطح خورشید برسد اما نوترینو طی 2 ثانیه به سطح خورشید می رسد؛ زيرا فوتونها در گير برهمكنش ميشوند اما نوترینو برهمکنش بسیار ضعیفی دارد.

✔درواقع بیش از ۹۹ درصد انرژی خارق‌العاده‌ی انفجارهای کیهانی توسط نوترینوها حمل می‌شود. امروزه می‌دانیم که نوترینو، یکی از فراوان‌ترین ذرات جهان است به‌ طوری‌که در هر پروتون، حدود یک میلیارد نوترینو در جهان وجود دارد. نوترینوها ذراتی هستند که به‌ندرت با دیگر ذرات از جمله ماده، وارد برهم‌کنش می‌شوند.

✔آنها سه نوع هستند که با نام الکترون، میون و تاو شناخته می‌شوند. برندگان نوبل سال ۲۰۱۵، نشان دادند که وقتی نوترینوها با سرعت نزدیک به نور حرکت می‌کنند، می‌توانند تغییر نوع بدهند و مثلا از الکترون تبدیل به میون شوند. نوترینوها برخلاف چیزی که قبل از آن تصور می‌شد، کاملا فاقد جرم نیستند.

🆔 @Physics3p

🔻 دوستانی که تازه به جمع ما اضافه شدند مطالب قبلی کانال را هم مطالعه کنند

ادمین چنل:
🆔 @Matin_qp

‍ 📚 نسبیت به زبان ساده

📎 قسمت هفتم: درک بیشتر فضا-زمان

🆔 @Physics3p

🔹قبل از اینکه بحثمون رو نسبیتی کنیم، بهتره با استناد به قسمت های قبلی، مروری بر معنی واژه فضا-زمان داشته باشیم.

همانطور که پیشتر گفته بودیم، در نسبیت خاص اینچنین گفته میشه که سرعت نور حد نهایی سرعت اجسام در بعد مکانی بوده و در نهایت ماده در این مرز، به حداکثر ارتعاش خودش رسیده و تغییر فاز میده که ما هم اسم این فاز از ماده رو گذاشتیم انرژی!

🔸در قسمتی برای اینکه این پتانسیل یا دلیل تغییر فاز اینچنینی ماده رو توجیح کنیم، به سراغ تشریح حرکت شتاب دار رفتیم و بصورت نموداری بررسی کردیم که چرا سرعت نور ساختار فضا-زمان رو تحریف میکنه.
همچنین نسبیت عام با کمک گرفتن از گرانش، که میتونه سبب ایجاد این حرکت شتاب دار بشه، به توجیح نسبیت خاص میپردازه.

حالا باید بدونیم که چرا فضا-زمان؟ و اصلأ بعد مکان به چه معناست و چه تفاوتی با (بعد)زمان داره و چرا نسبیت اون هارو در هم تنیده میدونه؟!🤔

🔹خب! بعد در ریاضیات به معنای طول هست.‌ پس میشه گفت هر طول یک بعد محسوب میشه، و هر بعد دارای یک کشیدگی بوده که ناشی از طولی بودنش میشه!
میتونیم با این نتیجه گیری این چنین تشریح کنیم که هرچیزی در اطراف ما دارای ابعادی هست و این ابعاد هم از طول هایی تشکیل شدند و ما برای اینکه این ابعاد رو درک کنیم، باید بتونیم این طول هارو درک کنیم!
اگر اسم این ابعاد طولی رو بزاریم «مکان»، پس به یک بعد دیگه ای نیاز داریم که ویژگیش با این ابعاد فرق داشته باشه و در عین حال در امتداد و موازی با این ابعاد که اسمش رو مکان گذاشته بودیم حرکت کنه.

🔸میتونیم چنین بعدی با اینچنین ویژگی هایی رو متصور بشیم و اسم این بعد رو میزاریم x !
بعدأ متوجه میشیم که این بعد x ما همون بعد مرموزی هست که اسمش رو گذاشتیم زمان.
حالا میدونیم طبق تعریفمون، این بعد x باید هم فاز یا موازی با بعد مکان ما حرکت کنه و خودشو با این بعد تطبیق بده تا ما با این سیطره، بتونیم بعد مکانی که خودمون ازش تشکیل شدیم رو درک کنیم!

🔹پس به این نتیجه رسیدیم که این بعد x رو فرض کردیم تا بتونیم بعد مکانمون رو درک کنیم. و هرچه درک ما از این بعد مکان بیشتر بشه و یا به عبارتی سیطره ما بر این بعد بیشتر بشه، دیگه نیازی به این آقای x داستانمون نداریم و کمتر محتاج ایشون میشیم!

🔸گفته بودیم تندی نور تندی نهایی اجسام در فضاست تا بتونن به اون حداکثر ارتعاش خودشون برسند(میتونید این حداکثر ارتعاش رو حداکثر بی نظمی فرض کنید!) و وارد عالم جدیدی که بر تمام ابعاد مکانی بصورت همزمان واقفه و سیطره داره بشن. ما اسم این حالت از ماده رو گذاشته بودیم انرژی و میدونیم اگه سوار بر این انرژی (مثلأ فوتون نور!) بشیم یا خودمون این انرژی باشیم! چون بر تمام بعد مکان دسترسی داریم و درکش میکنیم، دیگه نیاز به بعد کمکی x نداریم و اینجاست که دکمه توقف این بعد زده میشه!
حالا بنظرتون میتونیم بگیم این بعد x ما همون بعد «زمان» مرموز ماست؟!

🔹با یه تصور کوچیک و یکم خیال پردازی تونستیم بفهمیم مکان چیه و چرا باید بعد اضافی «زمان» وجود داشته باشه و این دوتا در هم تنیده باشند!
حالا میتونیم بفهمیم چرا از نظر نسبیت، فضا-زمان در هم تنیده هست و چرا نسبیت حرکات شتاب دار رو یکی از عوامل تأثیر گذار در این بافت در هم تنیده فرضی در نظر گرفته و چرا اصلأ نسبیت عام بوجود اومده!

🔸با این فرض میشه تندی تقریبی ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه رو همون تندی مورد نیازی دونست که به واسطه یک حرکت شتاب دار که میتونه مثلأ ناشی از پتانسیل گرانشی باشه، بوجود بیاد و در نتیجه اون درک بیشتر بعد مکان و با بیشتر شدن این درک، رنگ باختن بعد زمان رو شاهد بود. و میشه اینطوری تصور کرد مسئولیت این بعد x (زمان) ما اینه که بعد مکان رو برای ما قابل درک تر کنه!

🔹فراموش نکنید مفاهیمی مثل تندی هم از کنار هم قرار گرفتن تعاریفی مثل مکان و زمان پدید میان.

پس تو این قسمت فهمیدیم چرا میگیم فضا-زمان و چرا نمیگیم فضا و زمان و چرا این ها درهم تنیده اند؟!

🔸در قسمت بعدی ضمن تشریح بیشتر این مطلب، قصد داریم به ارتباط ضمنی فضا-زمان و گرانش بپردازیم و یک سری پدیده ها مثل سیاهچاله هارو مورد بررسی قرار بدیم!

پس همچنان با ما همرا باشید😉

🆔 @Physics3p

‍ 📚 نسبیت به زبان ساده

📎 قسمت هشتم: گرانش و عوارض نسبیتی آن

🆔 @Physics3p

🔸در قسمت قبل به مفهوم کلی فضا-زمان پرداختیم و همچنین گفتیم چرا میگیم فضا و زمان در هم تنیده اند و بعبارتی یکی محسوب میشن!
در این قسمت میخوایم یکم بیشتر درباره این موضوع حرف بزنیم و یک پدید مهم ناشی از این درهم تنیده بودن رو مورد بررسی قرار بدیم.
فقط لطفأ برای اینکه رشته کلام دستتون بیاد، اگه قسمت قبلی رو مطالعه نکردید، حتمأ قبل از مطالعه این قسمت اونو مطالعه کنید!

🔹گفتیم فضا که از مجموعه ای از طول ها یا ابعاد تشکیل شده و اسم هر کدوم از این ابعاد رو گذاشتیم «مکان» برای اینکه قابل درک باشه به بعد کمکی نیازی داریم که خودش از جنس مکان نباشه و بر اون سیطره داشته باشه. اسم این بعد رو گذاشته بودیم «زمان».

🔸بعد به این نتیجه رسیدیم که این زمان کاملأ با مکان ما هم فاز هست و باهاش در تقابل کامل قرار داره. حالا اینو باید بدونیم که وقتی دو چیز با هم هم ارز یا هم فاز هستند، باید بتونند با یکاهای ریاضی به هم تبدیل بشن!
مثلأ شما نمیتونی جرم رو که واحد اصلیش کیلوگرمه رو بر حسب متر بیان کنی چون هم ارز نیستن! یا ساده تر بگم اصلأ به هم ربطی ندارن و چیزی نیست که این دوتا رو به هم وابسته کنه!

🔹ولی بررسی کردیم که بنا به گفته نسبیت، فضا یا مکان با بعد کمکی که ما اسمشو گذاشتیم زمان(شما میتونی هر اسمی که دوست داری براش بزاری، مثلآ بزار کاهو!) کاملأ در تقابل قرار داره و با هم بنوعی میتونن در ارتباط باشن و یا هم فاز هستند!
حالا اگه واقعأ اینطوری باشه، باید بتونیم زمان رو برحسب بعد مکانی و بلعکس حساب کنیم.

🔸خب! اگه یادتون باشه، در یه قسمتی گفته بودیم طبق نسبیت خاص، میشه فهمید هر جسمی در فضا دونوع حرکت داره که میشه حرکت در زمان و حرکت در مکان اون جسم که مجموع تندی این دو حرکت باهم برای هر جرمه! وابسته به فضا برابره با تندی نور.(دقت کنید که خود فضا استثنأ بوده و میتونه با هر تندی منبسط بشه، مثل دوره تورم کیهان)

🔹حالا با توجه به این نتیجه که در قسمت مربوط به این موضوع بررسی کردیم و چیزایی که در قسمت قبلی گفتیم، میشه اینچنین گفت که یک ثانیه گذر در زمان، هر ارز است با تقریبآ ۳۰۰ هزار کیلومتر جابجایی در بعد مکان(فضا) و بلعکس!

🔸حالا میشه با توجه به نتایجی که تابحال استخراج کردیم، فهمید که چرا هرچه در بعد مکان سریعتر(با آهنگ بیشتر) جابجا بشیم، چرا از اونور در بعد زمان کندتر جابجا میشیم و زمان بنوعی کند میشه!
چون باید مجموع آهنگ تغییر جابجایی مکانی و زمانی طبق این هم ارزی برابر بشه با تندی نور!
حالا میپرسید چرا تندی نور؟!
چون بازم تو قسمت اول گفته بودیم تندی نور مرز بین ماده و انرژی هست که در این تندی حدی، ماده تغییر فاز میده چون به حداکثر ارتعاش خودش میرسه و یجورایی! به حداکثر بی نظمی خودش رسیده و دیگه اون چیز لخت که ما اسمشو میذاشتیم ماده نبوده و ما هم برای اینکه بهتر درکش کنیم، اسم این حالت بی نظم از ماده رو گذاشتیم انرژی(شما بزار هویچ! رو نتیجه کار ما تأثیری نداره اخوی)

🔹خب بعد از اینهمه مجادله، فکر کنم دیگه فهمیدید چرا انیشتین بنده خدا صد سال پیش از اون سر دنیا بلند شد و گفت جون عزیزاتون دیگه نگید فضا و زمان چون از هم مستقل نیستن و بخاطر منم شده از این به بعد بگید فضا-زمان!

💢 سیاهچاله

🔸خب تا اینجا فهمیدیم که فضا و زمان از هم نامستقل بوده و در نتیجه هر تغییری رو یکی، برابره با هم ارز اون در دیگری. همچنین گفته بودیم نسبیت عام هم بخشی از نسبیته که برای تکمیل نسبیت خاص ارائه شده و بیشتر کارش اینه که به گرانش و آثار نسبیتیش رسیدگی کنه.

🔹نسبیت عام به ما میگه گرانش برعکس اون چیزی که قانون گرانش نیوتون میگه، همینطوری رو هوا! در اثر تقابل دو جرم بوجود نمیاد و دلیل بوجود اومدن گرانش به همین سادگی ها هم نیست.
طبق توضیحات نسبیت عام میدونیم، هر جرمی در تقابل با صفحه فرضی! فضا-زمان میتونه باعث خمش این صفحه فرضی(میگم صفحه فرضی چون فضا-زمان صفحه نیست! اینم باید بگم😐) بشه و نتیجه این خمش رو میشه دلیل تولد دوست خوبمون، گرانش دونست!

حالا اینجا این سؤال مطرح میشه:
خمش تا کجا؟ چقدر؟ و این خمش به چی بستگی داره اصلأ؟!!

💢 شعاع شوارتزشیلد و تولد نخستین سیاهچاله

ادامه دارد....

🆔 @Physics3p

قسمت هشتم مطلب «نسبیت به زبان ساده» همراه با تکرار قسمت هفتم برای مطالعه راحتتر شما عزیزان👆👆

برای مطالعه قسمت های قبلی، کلمه «نسبیت» را جستجو کنید.

وقتی از فاصله بسیار دور نگاه کنیم، ابعاد فضایی وجود ندارند. ابعاد، زمانی پدیدار می‌شوند که از فاصله بسیار نزدیکی نظاره گر باشیم. از یک فاصله نسبتا دور، یک برگه کاغذ به نظر جسم نقطه‌ای می‌رسد، اما نزدیک‌تر که بیاییم به صورت یک خط یک بعدی ظاهر می‌شود. اگر نزدیک‌تر بیاییم یک سطح می‌بینیم که دو بعدی است و اگر خیلی نزدیک‌تر شویم متوجه بعد سوم یعنی ضخامت یا عمق کاغذ می‌شویم.

🆔 @Physics3p

سفر فضایی انسان از طریق “کرمچاله” چندان راحت نیست!

🔸“دنیل جفریس” فیزیکدان دانشگاه “هاروارد” به همراه دو فیزیکدان دیگر در این پروژه جدید اظهار کردند که می‌توان از طریق کرمچاله‌ها به سراسر کیهان سفر کرد. البته این دانشمندان ادعای خود را از دیدگاه تئوری ممکن می‌دانند و گفته‌اند که ممکن است این سفر برای انسان‌ها عملی نباشد. “دنیل جفریس” گفت: سفر فضایی از طریق کرمچاله‌ها ممکن است بسیار بیشتر از سفر مستقیم طول ‌بکشد و ممکن است در مقایسه‌ با راه‌های دیگر بسیار طولانی‌تر نیز باشند. بنابراین این نوع سفر فضایی شاید مناسب نباشد.

🔹کرم‌چاله در فیزیک یک پل میانبر فرضی در فضا-زمان است. کرم‌چاله‌ها ساختار و بعد فضا و زمان را شکسته و باعث ایجاد تونل و حفره‌ای می‌شوند که منجر به سفر در زمان می شود. همچنین کرم‌چاله‌ها بعد و ساختار فضا را نیز شکافته و آن را جمع می‌کنند که این باعث کوتاه شدن مسافت بین دو نقطه در فضا می‌گردد.

📎 منبع: بیگ بنگ

🆔 @Physics3p

✅ گروه جدید کانال فیزیک کوآنتوم

👇👇پرسش ها و ایده های خود را در این گروه مطرح کنید👇👇

https://t.me/joinchat/Bx9nwFCfsvfq0PoyfMCkEQ

همراهان گرامی این تبلیغ یا تبادل نبوده و به درخواست برخی از شما عزیزان این گروه ایجاد شده است و میتوانید در این گروه پرسش و ایده و نظرات خودتون را با سایر اعضا به اشتراک بگذارید.

در ضمن لطفأ اگر کتاب، مقاله یا هرچیزی که انتشار آن برای سایر اعضا مفید باشد دارید، به آیدی ادمین ارسال کنید:

🆔 @SecretShadow
🆔 @Matin_QP

با تشکر از همراهی شما🙏🌹

📚 کتاب هفته

📎 عنوان: چرا E=mc² و چه اهمیتی برای ما دارد؟
✍ نویسنده: برایان کاکس - فورشاو
☑ موضوع: فیزیک-علم

#فارسی

🆔 @Physics3p

⚛ گرانش کوانتومی حلقوی:

قسمت ۲

🔸 در قسمت قبلی این مطلب گفتیم که ساندانس بیلسون تامپسون که یک فیزیکدان نظری است در مورد ذرات بنیادی شروع به فکر کردن نمود و با توجه به مدل های پریونی به این نتیجه رسید که ذرات از بافته شدن نوار هایی به وجود می آیند به عنوان مثال پروتون از بافته شدن سه تا از این نوار ها ساخته می شود و این نظریه توانست به خوبی حتی فوتون ها و بوزون های W و Z را به وجود بیاورد. (قسمت قبلی را حتما مطالعه کنید)


🔺حال سوال این بود که ماهیت خود این نوارها چیست؟ «بیلسون تامپسون» در این باره می گوید: «در آن هنگام، مشغول بررسی این ایده بودم که شاید آنها ریزکرمچاله هایی باشند که به دور همدیگر می پیچند. شاید هم این نوارها عارضه های دیگری در ساختار فضا- زمان باشند.» در همین زمان بود که «اسمولین» با مقاله «بیلسون تامپسون» برخورد کرد. او در این باره چنین می گوید: «ما با دیدن این مقاله بسیار هیجان زده شدیم چرا که در آن زمان به دنبال هر ایده ای که بتواند ساختارهای بافته مانند را توضیح دهد می گشتیم.»

🆔 @Physics3p

🔻بدین ترتیب «اسمولین»، «بیلسون تامپسون» را به دانشگاه واترلو دعوت کرد تا با همدیگر پاسخی برای این پرسش بیابند. در ضمن او فیزیکدان دیگری به نام «فوتینی مارکوپولو» را نیز که در همان دانشگاه به تحقیق مشغول بود و از مدت ها قبل حدس زده بود که ممکن است بافته های فضایی، منشاء ماده و انرژی در کائنات باشند به همکاری با تیم دعوت کرد. البته «مارکوپولو» می دانست که نشان دادن صحت این ایده در قالب نظریه گرانش کوانتومی حلقوی، کار بسیار دشواری خواهد بود چرا که براساس این نظریه، افت و خیزهای کوانتومی به طور لحظه به لحظه، شبکه پیوندهای فضا- زمانی را درهم می ریزد. در واقع این بافته ها به حدی ناپایدارند که در زمانی در حدود ۱۰ به توان منفی ۴۴ ثانیه فروپاشیده و به شکل جدیدی تبدیل می شوند. بنابراین همانگونه که «مارکوپولو» هم می گوید چنانچه این بافته ها مستمراً و با چنین سرعتی متحول می شوند، پس چگونه می توانند ساختارهای پایدار و یا نسبتاً پایداری نظیر ذرات بنیادی را به وجود آورند؟

🆔 @Physics3p

🔺اما «مارکوپولو» پیش از آن و به کمک فیزیکدان دیگری به نام «دیوید کریبز» که متخصص کامپیوترهای کوانتومی در دانشگاه گولف ایالت اونتاریوی کانادا بود، نسخه دیگری را از نظریه گرانش کوانتومی حلقوی بسط داده بود که قادر به ارائه پاسخی به این پرسش بود. در حالی که کامپیوترهای معمولی، از بیت هایی که یا «صفر» هستند و یا «یک» برای ذخیره سازی اطلاعات استفاده می کنند، کامپیوترهای کوانتومی واحد دیگری به نام «کیوبیت» را برای پردازش اطلاعات به کار می گیرند که می تواند مقادیر «صفر» و «یک» را تواماً داشته باشند. همین مساله است که به این کامپیوترها توانمندی خارق العاده ای می بخشد. هرچند این ویژگی دوگانه و ظریف هریک از کیوبیت ها به واسطه برهم کنش با جهان بیرونی همواره در معرض فروپاشی است اما محاسبات نشان می دهد که مجموعه یی از این کیوبیت ها، بسیار پایدارتر از تک تک آنها بوده و داده هایی که توسط آنها ذخیره شود، از هرگونه اختلال، در امان خواهند بود.

🆔 @Physics3p

🔻در نسخه ای از «گرانش کوانتومی حلقوی» که توسط «مارکوپولو» و «کریبز» ارائه شده نیز، جهان همانند یک کامپیوتر کوانتومی عظیم است که در آن هر کوانتوم فضا جانشین یک کوانتوم اطلاعات خواهد شد. محاسبات آنها نشان می دهد که انعطاف پذیری گروهی کیوبیت ها منجر به پایداری بافته های کوانتومی فضا- زمان شده و همین مساله قادر خواهد بود علت عمر طولانی ذرات را به رغم وجود تلاطم های کوانتومی توضیح دهد. بر همین اساس اخیراً «اسمولین»، «مارکوپولو» و «بیلسون تامپسون» بالاخره موفق شدند سبک ترین خانواده ذرات در مدل استاندارد ذرات بنیادی- یعنی الکترون، کوارک های «بالا» و «پایین»، نوترینوی الکترون و پادذره آنها – را براساس بافته های فضا- زمانی استخراج کنند.

🔹همه چیز، بافته ای از فضا-زمان است.


🔺البته این نظریه تاکنون تنها موفق به بازسازی برخی از ویژگی های ذرات در مدل استاندارد ذرات بنیادی شده است. ویژگی هایی نظیر «بار الکتریکی» و «دستوارگی» تاکنون توسط این مدل تبیین شده است. «دستوارگی» کمیتی است که ارتباط میان اسپین یک ذره بنیادی را با امتداد و جهت حرکت آن در فضا مشخص می کند. اما «اسمولین» با همین نتایج نیز به هیجان آمده و می گوید: «این دستاوردی بسیار شگفت انگیز است چرا که پس از ۲۰ سال تحقیق، بالاخره یک ارتباط طبیعی مابین نظریه «گرانش کوانتومی حلقوی» و فیزیک ذرات بنیادی به دست آمده است، ارتباطی که به طور ساختگی وارد نظریه نشده بلکه به طور ذاتی از دل نظریه بیرون آمده است.»

🆔 @Physics3p

ادامه دارد...

🔸 قسمت قبلی گرانش کوانتومی حلقه

🌀 کرمچاله چیست؟

🔸چطور می توان یک کرمچاله ساخت؟

🆔 @Physics3p

〰نظریه ریسمان چیست؟〰

🆔 @Physics3p

🔻 مطالب کامل کانال مارا در زمینه نظریه ریسمان با سرچ "نظریه ریسمان" در کانال مطالعه کنید.

هزینه برای برخی از پروژه های علمی در مقایسه با ساخت پادهیدروژن:


🔺 هزینه برای جستجوی بوزون هیگز : 13.25 میلیارد دلار


🔻 هزینه ساخت ایستگاه فضایی بین المللی : 150 میلیارد دلار


🔺 هزینه ارسال اولین بشر به مریخ : 250 میلیارد دلار


🔻 هزینه ثبت اولین تصویر از سیاهچاله : 60 میلیون دلار


🔺 هزینه کشف اولین امواج گرانشی : 1.1 میلیارد دلار


🔻 هزینه ساخت تلسکوپ هابل : 1.5 میلیون دلار


🔸 هزینه ساخت یک گرم پادهیدروژن : 62.5 تریلیون دلار‼️


🆔 @Physics3p

🆔 @draconis

📚 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