گزاره ای که هیچ مشاهده ای نتواند ابطالش کند، آزمون پذیر نیست و بنابراین نمیتوان آن را علمی شمرد.
زیرا اگر آن گزاره در هرحال به رغم هر رویدادی صادق باشد، در آنصورت هیچ چیز را نمیتوان مدرک و دلیلی بر تأیید آن شمرد.
سرگذشت فلسفه - برایان مگی
🆔 @Physics3p
زیرا اگر آن گزاره در هرحال به رغم هر رویدادی صادق باشد، در آنصورت هیچ چیز را نمیتوان مدرک و دلیلی بر تأیید آن شمرد.
سرگذشت فلسفه - برایان مگی
🆔 @Physics3p
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت نوزدهم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۱)
🆔 @Physics3p
🔹طی تمام دوران از یونان قدیم تا قرن نوزدهم هندسه اقلیدسی بدیهی تلقی می شد. اصول موضوعه اقلیدس به عنوان بنیاد هر نوع هندسه ریاضی لحاظ می شد، بنیادی که نمیشد لحاظ نشود. سپس در قرن نوزدهم ریاضیدانانی همچون بولیایی، لباچوفسکی، گاوس و ریمان دریافتند که می توان هندسه های دیگر با همان دقت اقلیدسی را اختراع کرد. هندسه ای که در نظریه نسبیت عام مورد بحث قرار گرفت نه با فضای سه بعدی بلکه با لایه های متعدد چهار بعدی که شامل فضا و زمان بود سر و کار داشت. این نظریه رابطه میان هندسه در این لایه های متعدد و توزیع اجرام در جهان را ثابت می کند. بدین سان، این نظریه به شکلی کاملا جدید، مسائل قدیمی رفتار فضا و زمان را در ابعاد وسیع تری پیش کشید. این نظریه می توانست پاسخ های ممکنی را عرضه کند که می باید با مشاهدات بررسی شود و این نظریه سبب شد تا خیلی از مسائل خیلی قدیمی فلسفه که ذهن بشر را مشغول کرد باز سر برداشت که: آیا فضا متناهی است یا نامتناهی؟ زمان حادث است یا ازلی؟ جهان حادث است یا ازلی؟ و ...
🔸اگر روزی مشاهده تازه ای پیش بینی های نظریه ای را تأیید نکند، یا باید یکسره دست از نظریه کشید یا آن را اصلاح نمود. دست کم این چیزی است که باید اتفاق بیافتند اما همواره می توان شایستگی و صلاحیت آزمایشگر را مورد تردید قرار داد. رصد دقیق عطارد نشان داد که اختلاف اندکی میان پیش بینی نظریه گرانش نیوتن و حرکت این سیاره وجود دارد. حرکت عطارد بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین تفاوت اندکی با پیش بینی نظریه گرانش نیوتن داشت. اینکه پیش بینی های انیشتین با آنچه مشاهده شده بود، سازگاری داشت و با پیش بینی های نیوتن نداشت، یکی از موارد تأیید قاطع نظریه نسبیت بود. از نظریه نیوتن سود می جوییم چرا که اختلاف پیش بینی های آن با پیش بینی های نسبیت عام در اینگونه موارد بسیار ناچیز است(نظریه نیوتن از برتری نیز برخوردار است که کار با آن در مقایسه با تئوری انیشتین بسیار ساده تر است). در نسبیت عام در حالت خاص، یعنی اگر شتاب برابر صفر (یا سرعت ثابت) باشد به همان تئوری نسبیت خاص تبدیل می شود.
💢نتیجه تجربی آزمون های نسبیت عام
🔹١- انتقال به سرخ خطهای طیفی خروجی از جرمهای سنگینی چون خورشید. ۲- انحراف باریکه های نور در هنگام عبور از میدان های گرانشی قوی. ۳- حرکت انحنایی مدارهای سیاره ای (برجسته ترین آنها برای عطارد است). ۴- کاهش سرعت تابش الكترومغناطیس، معمولا به شکل یک باریکه بارداری در میدان گرانشی یک جرم سنگین است. همچنین حرکت زاویه ای محور مدار عطارد (محور طویل بیضی عطارد در حرکت مداری به سمت خورشید)، هر دو هزار سال یک درجه به دور خورشید می چرخد (در حدود 80 در قرن بزرگتر می شود).
🔸تئوری نیوتن این تغییر را نمی توانست توضیح دهد در نتیجه احتیاج به تئوری تازه ای بود که بتواند این تغییرات را توضیح دهد. نسبیت عام با خمیده دانستن فضا و زمان این مشکل را حل نمود و این یکی از درستی های تئوری نسبیت عام میباشد. در سال ۱۹۱۹ هنگامی که گروه اکتشافی انگلیسی، در غرب افريقا، در زمان خورشید گرفتگی، انحنای اندک ستاره ای را که از نزدیکی خورشید می گذشت مشاهده و رصد کردند، مشاهده کردند که نور به خط مستقیم نیست بلکه انحنایی در حرکت آن مشاهده شد و این خود دلیل دیگری بر درستی نسبیت عام شد و این یافته پس از نگارش اصول هندسه توسط اقلیدس، در حدود ۳۰۰ سال پیش از میلاد مسیح بزرگترین تغییر را در خصوص نگرش ما نسبت به هستی و کیهان ایجاد کرد!
🔹این تئوری (نسبیت عام) می گوید، کیهان پر از ماده است و ماده، فضا زمان را به گونه ای انحنا می بخشد که اجرام به سوی یکدیگر کشیده می شوند. انیشتین متوجه شد که این تئوری(نسبیت عام) کیهان را از حالت ایستا خارج نمود. انیشتین با افزودن «ثابت کیهانی» در معادلاتش دوباره سبب ایستائی کیهان شد و این عامل ثابت کیهانی، فضا و زمان را به گونه منفی و خنثی کننده انحنا می بخشید که باعث می شد اجسام از یکدیگر دور شوند، تاثیر دافعه ثابت کیهانی، تاثیر جاذبه را متعادل می کرد. در نتیجه کیهان ایستا دوباره ابقا شد. این یکی از اشتباهات انیشتین بود، اگر انیشتین به همان معادله اصلی وفادار می بود، شاید می توانست، پیش بینی کند که کیهان در حال انبساط یا انقباض است. همان طور که گفته شد، انیشتین در نسبیت عام هندسه اقلیدسی ریاضی را که نیوتن در نظریه خود به کار می برد، به هندسه فضای فیزیکی ریمانی تبدیل کرد. این نظریه از نظریه نیوتنی دقیق تر و تکمیل کننده تئوری نیوتنی می باشد. هندسه ریمانی که انیشتین به کار برده انحنای متغیر دارد نه ثابت. در نسبیت عام میان فضا و ماده نیز تعامل وجود دارد.
ادامه دارد....
📎 قسمت نوزدهم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۱)
🆔 @Physics3p
🔹طی تمام دوران از یونان قدیم تا قرن نوزدهم هندسه اقلیدسی بدیهی تلقی می شد. اصول موضوعه اقلیدس به عنوان بنیاد هر نوع هندسه ریاضی لحاظ می شد، بنیادی که نمیشد لحاظ نشود. سپس در قرن نوزدهم ریاضیدانانی همچون بولیایی، لباچوفسکی، گاوس و ریمان دریافتند که می توان هندسه های دیگر با همان دقت اقلیدسی را اختراع کرد. هندسه ای که در نظریه نسبیت عام مورد بحث قرار گرفت نه با فضای سه بعدی بلکه با لایه های متعدد چهار بعدی که شامل فضا و زمان بود سر و کار داشت. این نظریه رابطه میان هندسه در این لایه های متعدد و توزیع اجرام در جهان را ثابت می کند. بدین سان، این نظریه به شکلی کاملا جدید، مسائل قدیمی رفتار فضا و زمان را در ابعاد وسیع تری پیش کشید. این نظریه می توانست پاسخ های ممکنی را عرضه کند که می باید با مشاهدات بررسی شود و این نظریه سبب شد تا خیلی از مسائل خیلی قدیمی فلسفه که ذهن بشر را مشغول کرد باز سر برداشت که: آیا فضا متناهی است یا نامتناهی؟ زمان حادث است یا ازلی؟ جهان حادث است یا ازلی؟ و ...
🔸اگر روزی مشاهده تازه ای پیش بینی های نظریه ای را تأیید نکند، یا باید یکسره دست از نظریه کشید یا آن را اصلاح نمود. دست کم این چیزی است که باید اتفاق بیافتند اما همواره می توان شایستگی و صلاحیت آزمایشگر را مورد تردید قرار داد. رصد دقیق عطارد نشان داد که اختلاف اندکی میان پیش بینی نظریه گرانش نیوتن و حرکت این سیاره وجود دارد. حرکت عطارد بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین تفاوت اندکی با پیش بینی نظریه گرانش نیوتن داشت. اینکه پیش بینی های انیشتین با آنچه مشاهده شده بود، سازگاری داشت و با پیش بینی های نیوتن نداشت، یکی از موارد تأیید قاطع نظریه نسبیت بود. از نظریه نیوتن سود می جوییم چرا که اختلاف پیش بینی های آن با پیش بینی های نسبیت عام در اینگونه موارد بسیار ناچیز است(نظریه نیوتن از برتری نیز برخوردار است که کار با آن در مقایسه با تئوری انیشتین بسیار ساده تر است). در نسبیت عام در حالت خاص، یعنی اگر شتاب برابر صفر (یا سرعت ثابت) باشد به همان تئوری نسبیت خاص تبدیل می شود.
💢نتیجه تجربی آزمون های نسبیت عام
🔹١- انتقال به سرخ خطهای طیفی خروجی از جرمهای سنگینی چون خورشید. ۲- انحراف باریکه های نور در هنگام عبور از میدان های گرانشی قوی. ۳- حرکت انحنایی مدارهای سیاره ای (برجسته ترین آنها برای عطارد است). ۴- کاهش سرعت تابش الكترومغناطیس، معمولا به شکل یک باریکه بارداری در میدان گرانشی یک جرم سنگین است. همچنین حرکت زاویه ای محور مدار عطارد (محور طویل بیضی عطارد در حرکت مداری به سمت خورشید)، هر دو هزار سال یک درجه به دور خورشید می چرخد (در حدود 80 در قرن بزرگتر می شود).
🔸تئوری نیوتن این تغییر را نمی توانست توضیح دهد در نتیجه احتیاج به تئوری تازه ای بود که بتواند این تغییرات را توضیح دهد. نسبیت عام با خمیده دانستن فضا و زمان این مشکل را حل نمود و این یکی از درستی های تئوری نسبیت عام میباشد. در سال ۱۹۱۹ هنگامی که گروه اکتشافی انگلیسی، در غرب افريقا، در زمان خورشید گرفتگی، انحنای اندک ستاره ای را که از نزدیکی خورشید می گذشت مشاهده و رصد کردند، مشاهده کردند که نور به خط مستقیم نیست بلکه انحنایی در حرکت آن مشاهده شد و این خود دلیل دیگری بر درستی نسبیت عام شد و این یافته پس از نگارش اصول هندسه توسط اقلیدس، در حدود ۳۰۰ سال پیش از میلاد مسیح بزرگترین تغییر را در خصوص نگرش ما نسبت به هستی و کیهان ایجاد کرد!
🔹این تئوری (نسبیت عام) می گوید، کیهان پر از ماده است و ماده، فضا زمان را به گونه ای انحنا می بخشد که اجرام به سوی یکدیگر کشیده می شوند. انیشتین متوجه شد که این تئوری(نسبیت عام) کیهان را از حالت ایستا خارج نمود. انیشتین با افزودن «ثابت کیهانی» در معادلاتش دوباره سبب ایستائی کیهان شد و این عامل ثابت کیهانی، فضا و زمان را به گونه منفی و خنثی کننده انحنا می بخشید که باعث می شد اجسام از یکدیگر دور شوند، تاثیر دافعه ثابت کیهانی، تاثیر جاذبه را متعادل می کرد. در نتیجه کیهان ایستا دوباره ابقا شد. این یکی از اشتباهات انیشتین بود، اگر انیشتین به همان معادله اصلی وفادار می بود، شاید می توانست، پیش بینی کند که کیهان در حال انبساط یا انقباض است. همان طور که گفته شد، انیشتین در نسبیت عام هندسه اقلیدسی ریاضی را که نیوتن در نظریه خود به کار می برد، به هندسه فضای فیزیکی ریمانی تبدیل کرد. این نظریه از نظریه نیوتنی دقیق تر و تکمیل کننده تئوری نیوتنی می باشد. هندسه ریمانی که انیشتین به کار برده انحنای متغیر دارد نه ثابت. در نسبیت عام میان فضا و ماده نیز تعامل وجود دارد.
ادامه دارد....
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت بیستم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۲)
🆔 @Physics3p
🔹اگرچه در نزدیکی جرم های گرانشی بسیار بزرگ نظیر خورشید فضا و زمان خمیده می شود، با این وجود هندسه اقلیدسی در فواصل کوتاهی که در میدان های جاذبه نسبتا ضعیفی هستند تقریبا درست است. بنابر تصورات ارسطوئی و پیش از انیشتین، به فضا هیچ خاصیتی تعلق نمی گرفت(مطلق بود). اما از زمان ابداع نسبیت عام به فضا خاصیت انحنا نسبت داده شد. این فضا را فضای "ریمانی" می نامند که برخلاف فضای اقلیدسی انحنا دارد. این فضا می تواند محدود یا نامحدود، متناهی یا نامتناهی، در حال انبساط یا در حال انقباض باشد. مدل هایی برای عالم ساخته شد که در آن فضا نامحدود اما متناهی است. نیوتن گرانش را نیرویی فرض کرده بود که موجب می شود اجرام یکدیگر را جذب کنند. انیشتین آن را میدانی تعریف کرد که به علت حضور ماده شکل می گیرد و موجب انحنای فضا و زمان می شود!
🔸انیشتین «ضریب کیهان شناختی» را در معادلات خود قرار داد تا از انبساط کائنات جلوگیری کند که آن را "بزرگترین اشتباه" تاریخی خود خواند! در حالی که امروزه آن با نام «انرژی تاریک» شناخته می شود و تنها توضیح برای شتاب رصد شده انبساط کائنات به حساب می آید. میدان گرانشی، حامل نیروی گرانشی است. انیشتین با قرار دادن ثابت کیهانی، بحث مبدا و عاقبت کیهان را به طور کامل تغییر داد. کیهان ایستا می توانست برای ابد وجود داشته یا می توانست به صورت کنونی در گذشته ای دور یا نزدیک خلق شده باشد. اکنون کهکشان ها از هم دور می شوند، حدود ۱۳.۷ میلیارد سال قبل، تمام کهکشان ها روی هم بودند و چگالی و فشردگی زیادی داشتند که اولین بار این موضوع (اتم اولیه) توسط کشیش جورج لماتيرGeorge Lemaitre گفته شد که امروزه به آن انفجار بزرگBigBang می گوییم.
🔹 "روجر پن روز" و "استیون هاوکینگ" نشان دادند که نظریه نسبیت عام انیشتین، متضمن آغازی ناگزیر برای جهان و پایان احتمالی برای آن است. در نظریه کلاسیک نسبیت عام، نمی توان پیش بینی کرد که جهان چگونه آغاز شد، زیرا همه قوانین علم در تکنیکی انفجار بزرگ بی اثر میشوند! پس از نظر تئوری نسبیت، جهان دارای آغاز و پایان احتمالی است. از نظر تئوری کوانتومی گرانش، جهان دارای وسعت متناهي است اما نه کرانه ای دارد و نه لبه و نه تکنیگی! از نظر تئوری کوانتومی فضا و زمان با هم تشکیل فضای چهار بعدی متناهی می دهند که فاقد تکنیکی یا کرانه است. نسبیت عام نیروی گرانش و ساختمان کلان هستی را توضیح می دهد. یعنی از مقیاس چند مایل تا چندین میلیارد میلیارد مایل اندازه جهان قابل مشاهده را! ولی نمی تواند در مقیاس کوچک توضیحی بدهد....
🔸نسبیت عام نمی تواند میدان گرانشی بسیار قوی مانند حفره های سیاه(سیاهچاله) و یا انفجار بزرگ را توضیح دهد. درست مانند مکانیک کلاسیک با طرح آنکه اتم ها فرو می پاشند و چگالی شان بی نهایت شود، سقوط خود را پیش بینی نمود، در نتیجه این تئوری قادر به پیشگویی درباره آغاز جهان یا سیاهچاله نمی باشد. بر اساس نسبیت عام، زمان و فضا به طور مستقل از کیهان و هستی و همچنین مستقل از یکدیگر وجود ندارند. آنها در درون کیهان می باشند. کیهان باید دارای آغاز و پایان باشد. طرح این سوال؛ که پیش از شروع یا پس از پایان چه اتفاقی می افتد؟ بی معنا و غیرمنطقی است زیرا چنان زمانهایی تعریف نشدنی هستند!(یعنی زمان نیز مانند جهان حادث بوده و شروعی دارد). انیشتین معتقد بود که زمان از دو سو بی پایان است ولی راه حل های معادله های انیشتینی برای زمان، آغاز و پایان را نشان میدهد. اگر کسی گسترش کیهان را در طول زمان به عقب دنبال کند متوجه می شود که ماده موجود در تمام کیهان نمی تواند از یک نقطه با چگالی بی نهایت بیرون آمده باشد.
🔹چنان نقطه ای با چگالی بی نهایت تکینگی نامیده می شود و آغاز یا پایان زمان می باشد. تقریبا تمام راه حل های معادله هایی که می توانستند کیهان را نمایش دهند از داشتن یک تکنیگی با چگالی بی نهایت اجتناب می کنند. اراجرین رزو و استفان هاوکینگ نشان دادند که در نسبیت عام، فضا و زمان نه فقط به وسیله اجرام عظیم، بلکه به وسیله انرژی درون آن نیز دچار انحنا میشود. آنها ثابت کردند که در مدل ریاضی نسبیت عام، زمان باید در جایی که «انفجار بزرگ» نامیده می شود آغاز داشته باشد و بعد از زمانی که ستاره ها و کهکشانها تحت گرانش خود فرو می ریزند یا دچار رمبش می شوند و سیاهچاله ها را تشکیل میدهند، زمان به پایان می رسد. این پیش فرض «كانت» که زمان مفهومی مستقل از هستی و کیهان است را رد کردند. ما برای درک مبدا و سرنوشت کیهان و هستی، به نظریه کوانتومی گرانش نیاز داریم. از نظر نیوتن، نیروی گرانش فقط جاذبه است. از نظر انیشتین، در نسبیت عام، گرانش هم می تواند جاذبه باشد و هم دافعه!!
ادامه دارد....
📎 قسمت بیستم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۲)
🆔 @Physics3p
🔹اگرچه در نزدیکی جرم های گرانشی بسیار بزرگ نظیر خورشید فضا و زمان خمیده می شود، با این وجود هندسه اقلیدسی در فواصل کوتاهی که در میدان های جاذبه نسبتا ضعیفی هستند تقریبا درست است. بنابر تصورات ارسطوئی و پیش از انیشتین، به فضا هیچ خاصیتی تعلق نمی گرفت(مطلق بود). اما از زمان ابداع نسبیت عام به فضا خاصیت انحنا نسبت داده شد. این فضا را فضای "ریمانی" می نامند که برخلاف فضای اقلیدسی انحنا دارد. این فضا می تواند محدود یا نامحدود، متناهی یا نامتناهی، در حال انبساط یا در حال انقباض باشد. مدل هایی برای عالم ساخته شد که در آن فضا نامحدود اما متناهی است. نیوتن گرانش را نیرویی فرض کرده بود که موجب می شود اجرام یکدیگر را جذب کنند. انیشتین آن را میدانی تعریف کرد که به علت حضور ماده شکل می گیرد و موجب انحنای فضا و زمان می شود!
🔸انیشتین «ضریب کیهان شناختی» را در معادلات خود قرار داد تا از انبساط کائنات جلوگیری کند که آن را "بزرگترین اشتباه" تاریخی خود خواند! در حالی که امروزه آن با نام «انرژی تاریک» شناخته می شود و تنها توضیح برای شتاب رصد شده انبساط کائنات به حساب می آید. میدان گرانشی، حامل نیروی گرانشی است. انیشتین با قرار دادن ثابت کیهانی، بحث مبدا و عاقبت کیهان را به طور کامل تغییر داد. کیهان ایستا می توانست برای ابد وجود داشته یا می توانست به صورت کنونی در گذشته ای دور یا نزدیک خلق شده باشد. اکنون کهکشان ها از هم دور می شوند، حدود ۱۳.۷ میلیارد سال قبل، تمام کهکشان ها روی هم بودند و چگالی و فشردگی زیادی داشتند که اولین بار این موضوع (اتم اولیه) توسط کشیش جورج لماتيرGeorge Lemaitre گفته شد که امروزه به آن انفجار بزرگBigBang می گوییم.
🔹 "روجر پن روز" و "استیون هاوکینگ" نشان دادند که نظریه نسبیت عام انیشتین، متضمن آغازی ناگزیر برای جهان و پایان احتمالی برای آن است. در نظریه کلاسیک نسبیت عام، نمی توان پیش بینی کرد که جهان چگونه آغاز شد، زیرا همه قوانین علم در تکنیکی انفجار بزرگ بی اثر میشوند! پس از نظر تئوری نسبیت، جهان دارای آغاز و پایان احتمالی است. از نظر تئوری کوانتومی گرانش، جهان دارای وسعت متناهي است اما نه کرانه ای دارد و نه لبه و نه تکنیگی! از نظر تئوری کوانتومی فضا و زمان با هم تشکیل فضای چهار بعدی متناهی می دهند که فاقد تکنیکی یا کرانه است. نسبیت عام نیروی گرانش و ساختمان کلان هستی را توضیح می دهد. یعنی از مقیاس چند مایل تا چندین میلیارد میلیارد مایل اندازه جهان قابل مشاهده را! ولی نمی تواند در مقیاس کوچک توضیحی بدهد....
🔸نسبیت عام نمی تواند میدان گرانشی بسیار قوی مانند حفره های سیاه(سیاهچاله) و یا انفجار بزرگ را توضیح دهد. درست مانند مکانیک کلاسیک با طرح آنکه اتم ها فرو می پاشند و چگالی شان بی نهایت شود، سقوط خود را پیش بینی نمود، در نتیجه این تئوری قادر به پیشگویی درباره آغاز جهان یا سیاهچاله نمی باشد. بر اساس نسبیت عام، زمان و فضا به طور مستقل از کیهان و هستی و همچنین مستقل از یکدیگر وجود ندارند. آنها در درون کیهان می باشند. کیهان باید دارای آغاز و پایان باشد. طرح این سوال؛ که پیش از شروع یا پس از پایان چه اتفاقی می افتد؟ بی معنا و غیرمنطقی است زیرا چنان زمانهایی تعریف نشدنی هستند!(یعنی زمان نیز مانند جهان حادث بوده و شروعی دارد). انیشتین معتقد بود که زمان از دو سو بی پایان است ولی راه حل های معادله های انیشتینی برای زمان، آغاز و پایان را نشان میدهد. اگر کسی گسترش کیهان را در طول زمان به عقب دنبال کند متوجه می شود که ماده موجود در تمام کیهان نمی تواند از یک نقطه با چگالی بی نهایت بیرون آمده باشد.
🔹چنان نقطه ای با چگالی بی نهایت تکینگی نامیده می شود و آغاز یا پایان زمان می باشد. تقریبا تمام راه حل های معادله هایی که می توانستند کیهان را نمایش دهند از داشتن یک تکنیگی با چگالی بی نهایت اجتناب می کنند. اراجرین رزو و استفان هاوکینگ نشان دادند که در نسبیت عام، فضا و زمان نه فقط به وسیله اجرام عظیم، بلکه به وسیله انرژی درون آن نیز دچار انحنا میشود. آنها ثابت کردند که در مدل ریاضی نسبیت عام، زمان باید در جایی که «انفجار بزرگ» نامیده می شود آغاز داشته باشد و بعد از زمانی که ستاره ها و کهکشانها تحت گرانش خود فرو می ریزند یا دچار رمبش می شوند و سیاهچاله ها را تشکیل میدهند، زمان به پایان می رسد. این پیش فرض «كانت» که زمان مفهومی مستقل از هستی و کیهان است را رد کردند. ما برای درک مبدا و سرنوشت کیهان و هستی، به نظریه کوانتومی گرانش نیاز داریم. از نظر نیوتن، نیروی گرانش فقط جاذبه است. از نظر انیشتین، در نسبیت عام، گرانش هم می تواند جاذبه باشد و هم دافعه!!
ادامه دارد....
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت بیست و یکم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۳)
🆔 @Physics3p
🔹انیشتین به واقعیت داشتن جهان فیزیکی معتقد بود، اما نظریه کوانتومی متعارف را قبول نداشت زیرا گمان می کرد که واقعیت داشتن همان عینیت داشتن است. انیشتین بسیار در قید واقع گرایی و علیت در فیزیک بود. دیدیم که نسبیت عام انیشتین در مقیاس بزرگ جهان را توضیح می داد و مکانیک کوانتومی جهان را در مقیاس کوچک توضیح میدهد. بدبختانه این دو تئوری با یکدیگر ناسازگارند! یعنی هر دو نمی توانند درست باشند. نظریه نوینی که بتواند هر دو تئوری را یکپارچه کرده و آنها را وحدت بخشد نظریه کوانتومی گرانش است.
🔸نسبیت عام که نیروی گرانشی را تشریح می کند، نظریه کلاسیک است و "عدم قطعیت" نظریه کوانتومی را که بر بقیه نیروهای شناخته شده حکومت می کند، در خود ادغام نکرده است. ما برای درک مبدأ و سرنوشت کیهان و هستی به نظریه کوانتومی گرانش نیاز داریم. انیشتین می گوید، در نظر داشتن آنچه در واقع مشاهده می شود به عنوان راهنمای جستجو مفید است اما أعلى الأصول سعی در بنا کردن نظریه فقط بر پایه کمیتهای مشاهده پذیر کاملا غلط است. انیشتین: «تنها چیزی که باید مورد توجه ما باشد طرز کار واقعی طبیعت است». انیشتین از پذیرفتن اصل عدم قطعیت سر باز می زد و می گفت که خدا شیر یا خط بازی نمی کند. نیلز بور در جواب گفت: «ما هم وظیفه نداریم برای خدا در اداره کردن جهان تعیین تکلیف کنیم».(منظور از خدا در اینجا، خدای طبیعت است)
🔹خدای انیشتین به نحوی با قوانین تغییرناپذیر طبیعت آمیخته است. شکی نخواهد بود که نظریه نسبیت عمیقأ دیدگاه ما را درباره فضا و زمان دگرگون ساخته. شاید هیجان انگیزترین جنبه این دگرگونی ماهیت خاص فضا و زمان نباشد بلکه این واقعیت باشد که فضا و زمان ممکنند! برای انیشتین قابل قبول نبود که از به دست آوردن یک تصویر کامل از پدیده های جهان خارج بپرهیزد، از دید او نظریه ای که منکر واقعیت مستقل از ذهن است و یا نمی تواند برای آن توصیفی به دست بدهد قابل قبول نیست و یا حداقل ناقص است. راز ابدی جهان قابل درک بوده است. طبیعت تحقق یافته ساده ترین اندیشه های ریاضی است. ارتباط فیزیک را با معرفت شناختی می توان دید مثلأ نسبیت که سبب پیدایش ابطال گری پوپری شده است. زیرا کارل پوپر دریافت که نظریه نسبیت بنابر سرشتی که دارد، با یک آزمایش قانع کننده و همگان پذیر نمی تواند اعتبار بی چون و چرا کسب کند و از این رو مفهوم «ابطال پذیری» را ابداع کرد.
🔹مطابق این مفهوم، آزمایش تنها می تواند سست پایگی نظریه ای را اثبات کند و به هیچ وجه نمی تواند درستی آن را به طور قطع به ثبوت رساند! این مفهوم را برای همه علوم تعمیم داده اند حتی آن را به صورت ملاک مرزبندی میان آنچه خاستگاه علمی دارد و آنچه ندارد، به کار می گیرند. بنابر نظریه پوپر، هر علمی «رد شدنی» یا «ابطال پذیر» است در نتیجه، هر نظریه «رد نشدنی» یا «ابطال ناپذیر» نظریه علمی نیست. باید میان این معرفت شناسی، و معرفت شناسی برخاسته از نسبیت گرایی فلسفی فرق گذاشت. زیرا نسبیت گرایی فلسفی بر این است که هیچ مطلقی وجود ندارد. باری نسبیت درست عکس آن را اثبات می کند. برای مثال سرعت نور یک مطلق جهانی است و این درست مخالف نسبیت گرایی فلسفی است. درس واقعی نظریه نسبیت انیشتین این است که ما نمی توانیم به حواسمان اعتماد کنیم!
🔸انیشتین یکی از کسانی بود که می گفت فرایندهای بنیادی فیزیک که پایه و اساس جهان را تشکیل می دهند، باید به صورت موجبیتی(جبری) و یا لااقل با واقع گرایی عینی قابل توصیف باشند. بزرگترین سهم انیشتین در فیزیک کوانتومی، توضیح زیرکانه ساختار بنیادی آن نبود بلکه آشکار کردن پیامد حیرت آوری از این نظریه بود. انیشتین توانست نشان دهد که بر اساس فیزیک کوانتومی در بعضی شرایط ذرات جدا شده از هم، حتی وقتی که هیچ برهمکنش شناخته شده‌ای بین آنها وجود نداشته باشد بر هم اثر می کنند. انیشتین به این نکته باور داشت و از علم همچون وسیله کاوش پدیده هایی در طبیعت استفاده کرد.که برای ما مشهود نیستند و فراتر از درک ما هستند.
🔹انیشتین ما را وادار کرد که چشمانمان را باور و به غرايزمان اعتماد نکنیم. برای طرح برخی فرضیات زمینه‌ای از آن گریزی نبود، زیرا نظریه کوانتوم یا نظریه نسبیت را نمیشد بدون شناخت شناسانه به طور کامل تشریح کرد. مسئله قطعیت و نیز تاثیر امر مشاهده در مشهود، آشکارا پیامدهایی فلسفی داشت و مباحثاتی که در سرتاسر جهان رخ داد موید این واقعیت بود. نظریه نسبیت بیشک تا حدی با عقل سلیم معارضه داشت ولی آموزه مارکسیسم-لنینیسم در بسیاری از نکات با عقل سلیم تطبیق می کند. مطلق بودن، هم زمانی، گسترش حرکت و یکنواختی فضا جزء فرضیاتی هستند که در زندگی روزمره بدیهی تلقی می شود ولی نظریه نسبیت با عقل سلیم امروزه نمی خواند.
ادامه دارد....
📎 قسمت بیست و یکم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۳)
🆔 @Physics3p
🔹انیشتین به واقعیت داشتن جهان فیزیکی معتقد بود، اما نظریه کوانتومی متعارف را قبول نداشت زیرا گمان می کرد که واقعیت داشتن همان عینیت داشتن است. انیشتین بسیار در قید واقع گرایی و علیت در فیزیک بود. دیدیم که نسبیت عام انیشتین در مقیاس بزرگ جهان را توضیح می داد و مکانیک کوانتومی جهان را در مقیاس کوچک توضیح میدهد. بدبختانه این دو تئوری با یکدیگر ناسازگارند! یعنی هر دو نمی توانند درست باشند. نظریه نوینی که بتواند هر دو تئوری را یکپارچه کرده و آنها را وحدت بخشد نظریه کوانتومی گرانش است.
🔸نسبیت عام که نیروی گرانشی را تشریح می کند، نظریه کلاسیک است و "عدم قطعیت" نظریه کوانتومی را که بر بقیه نیروهای شناخته شده حکومت می کند، در خود ادغام نکرده است. ما برای درک مبدأ و سرنوشت کیهان و هستی به نظریه کوانتومی گرانش نیاز داریم. انیشتین می گوید، در نظر داشتن آنچه در واقع مشاهده می شود به عنوان راهنمای جستجو مفید است اما أعلى الأصول سعی در بنا کردن نظریه فقط بر پایه کمیتهای مشاهده پذیر کاملا غلط است. انیشتین: «تنها چیزی که باید مورد توجه ما باشد طرز کار واقعی طبیعت است». انیشتین از پذیرفتن اصل عدم قطعیت سر باز می زد و می گفت که خدا شیر یا خط بازی نمی کند. نیلز بور در جواب گفت: «ما هم وظیفه نداریم برای خدا در اداره کردن جهان تعیین تکلیف کنیم».(منظور از خدا در اینجا، خدای طبیعت است)
🔹خدای انیشتین به نحوی با قوانین تغییرناپذیر طبیعت آمیخته است. شکی نخواهد بود که نظریه نسبیت عمیقأ دیدگاه ما را درباره فضا و زمان دگرگون ساخته. شاید هیجان انگیزترین جنبه این دگرگونی ماهیت خاص فضا و زمان نباشد بلکه این واقعیت باشد که فضا و زمان ممکنند! برای انیشتین قابل قبول نبود که از به دست آوردن یک تصویر کامل از پدیده های جهان خارج بپرهیزد، از دید او نظریه ای که منکر واقعیت مستقل از ذهن است و یا نمی تواند برای آن توصیفی به دست بدهد قابل قبول نیست و یا حداقل ناقص است. راز ابدی جهان قابل درک بوده است. طبیعت تحقق یافته ساده ترین اندیشه های ریاضی است. ارتباط فیزیک را با معرفت شناختی می توان دید مثلأ نسبیت که سبب پیدایش ابطال گری پوپری شده است. زیرا کارل پوپر دریافت که نظریه نسبیت بنابر سرشتی که دارد، با یک آزمایش قانع کننده و همگان پذیر نمی تواند اعتبار بی چون و چرا کسب کند و از این رو مفهوم «ابطال پذیری» را ابداع کرد.
🔹مطابق این مفهوم، آزمایش تنها می تواند سست پایگی نظریه ای را اثبات کند و به هیچ وجه نمی تواند درستی آن را به طور قطع به ثبوت رساند! این مفهوم را برای همه علوم تعمیم داده اند حتی آن را به صورت ملاک مرزبندی میان آنچه خاستگاه علمی دارد و آنچه ندارد، به کار می گیرند. بنابر نظریه پوپر، هر علمی «رد شدنی» یا «ابطال پذیر» است در نتیجه، هر نظریه «رد نشدنی» یا «ابطال ناپذیر» نظریه علمی نیست. باید میان این معرفت شناسی، و معرفت شناسی برخاسته از نسبیت گرایی فلسفی فرق گذاشت. زیرا نسبیت گرایی فلسفی بر این است که هیچ مطلقی وجود ندارد. باری نسبیت درست عکس آن را اثبات می کند. برای مثال سرعت نور یک مطلق جهانی است و این درست مخالف نسبیت گرایی فلسفی است. درس واقعی نظریه نسبیت انیشتین این است که ما نمی توانیم به حواسمان اعتماد کنیم!
🔸انیشتین یکی از کسانی بود که می گفت فرایندهای بنیادی فیزیک که پایه و اساس جهان را تشکیل می دهند، باید به صورت موجبیتی(جبری) و یا لااقل با واقع گرایی عینی قابل توصیف باشند. بزرگترین سهم انیشتین در فیزیک کوانتومی، توضیح زیرکانه ساختار بنیادی آن نبود بلکه آشکار کردن پیامد حیرت آوری از این نظریه بود. انیشتین توانست نشان دهد که بر اساس فیزیک کوانتومی در بعضی شرایط ذرات جدا شده از هم، حتی وقتی که هیچ برهمکنش شناخته شده‌ای بین آنها وجود نداشته باشد بر هم اثر می کنند. انیشتین به این نکته باور داشت و از علم همچون وسیله کاوش پدیده هایی در طبیعت استفاده کرد.که برای ما مشهود نیستند و فراتر از درک ما هستند.
🔹انیشتین ما را وادار کرد که چشمانمان را باور و به غرايزمان اعتماد نکنیم. برای طرح برخی فرضیات زمینه‌ای از آن گریزی نبود، زیرا نظریه کوانتوم یا نظریه نسبیت را نمیشد بدون شناخت شناسانه به طور کامل تشریح کرد. مسئله قطعیت و نیز تاثیر امر مشاهده در مشهود، آشکارا پیامدهایی فلسفی داشت و مباحثاتی که در سرتاسر جهان رخ داد موید این واقعیت بود. نظریه نسبیت بیشک تا حدی با عقل سلیم معارضه داشت ولی آموزه مارکسیسم-لنینیسم در بسیاری از نکات با عقل سلیم تطبیق می کند. مطلق بودن، هم زمانی، گسترش حرکت و یکنواختی فضا جزء فرضیاتی هستند که در زندگی روزمره بدیهی تلقی می شود ولی نظریه نسبیت با عقل سلیم امروزه نمی خواند.
ادامه دارد....
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت بیست و دوم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۴)
🆔 @Physics3p
🔹کارل پوپر می گوید؛ شناخت علمی حدسی و ظنی است و در پرتو تجربه، پیوسته در معرض تجدید نظر است. دست کم در دویست سال گذشته پس از مرگ نیوتن بجز هیوم و لاک دانشمندان غرب علم جدید را شناختن قطعی و واقعیتی سفت و سخت و کاملا قابل اعتماد میدانستند. هر وقت قانون علمی یا واقعیت علمی نوینی کشف میشد دیگر جایی برای تغییر آن نبود. این یقینی بودن، خصلت بارز علم پنداشته میشد. شناخت علمی مطمئن ترین شناختی بود که بشر در اختیار داشت و آن را حقیقت مطلق و تغییرناپذیر میشمرد. لاک و هیوم می گفتند که قوانین علمی به اثبات قطعی نرسیده اند ولی از آنجاییکه این قوانین همواره با موفقیت همراه بود، آنها هم قوانين علمی را به اصطلاح بی نهایت محتمل پنداشتند. یعنی آنها را قریب به یقین می پنداشتند که وقتی پای اهداف و مقاصد علمی به میان می آید فرق با یقین ندارد. شناخت غیر یقینی از وقتی پیدا شد که نظریه نسبیت توسط انیشتین گفته شد.(همچنین تا قبل از آن، تمام اصول کشف شده "قانون" بحساب میامدند، مانند "قانون گرانش"، اما پس از این موضوع، نام تئوری یا نظریه جایگزین قانون شد).
🔸نظریه نسبیت به نظریه نیوتنی نمی خواند یعنی اگر نسبیت درست باشد، پس نظریه نیوتنی درست نمی باشد! آزمون های مختلف درستی نظریه نسبیت را آشکار نمود و دانشمندان متوجه نقض نظریه نیوتنی شدند و پیامد امر برای فلسفه همانند زلزله بود. از دکارت به بعد، جست و جوی قطع و یقین در کانون یا تقریبا کانون فلسفه غرب قرار داشت و غربی ها تصور می کردند با علم نیوتنی به مجموعه گسترده ای از شناخت قابل اعتماد درباره جهان ما و فراسوی آن دست یافته اند که اهمیت اساسی و سودمندی عملی فراوان دارد. از این گذشته، روش جمع آوری آن شناخت به دقت بررسی و تدوین شده بود و همه فکر می کردند با این روش قطعیت آن تضمین شده است و اعتبار و معرفت کاملی را دارد و حالا کاشف به عمل آمده که این اصلا «معرفت» نبود، پس بر درک ما از جهان به میزان عظیم نیافزوده بود! مگر کاربرد عملی آن از طریق فن آوری دوران تاریخی
چه بود؟ مگر استفاده از آن کاملا جدید، یعنی تمدن صنعتی نوین را به وجود نیاورده بود؟
🔹با این همه هم اکنون آشکار می شد که این دانش دقت و صحت لازم را ندارد. اینها را در موقعیت سر درگم کننده ای قرار داد چون معلوم شد ما نه تنها آنهارا درباب مصداق شناخت بلکه همچنین درباب ماهیت شناخت خطا رفته ایم. پوپر پی برد که اگر حمایت و تأییدی که نصیب علم نیوتنی شد صحت آن را به اثبات نرسانده باشد پس هیچ چیزی از عهده اثبات صدق نظریه های علمی برنخواهد آمد. قوانین به اصطلاح علمی حقایق تغيير ناپذیر درباره جهان نیستند. صرفا نظریه اند و بدین ترتیب فرآورده های ذهنی بشر!! اگر در حین عمل خوب از آب در آمدند همین می رساند که "نزدیک" به حقیقت اند. ولی این امکان همیشه هست که حتی پس از صدها سال کامیابی عملی، کسی بیاید و نظریه ای بهتر و نزدیک تر به حقیقت بیاورد.
🔸پوپر این بینش را به صورت نظریه ای تمام عیار درباره شناخت در آورد. به گفته او واقعیت عادی مستقل از ذهن انسان وجود دارد و از نوعی است اساسا متفاوت با تجربه انسان به همین سبب هرگز نمی تواند مستقیما دریافت شود. برای تعیین آن (واقعیت مادی) ما نظریه های موجهی می سازیم. و اگر اینها نتیجه عملی موفقیت آمیز داشته باشند مادام که کار سازند از آنها بهره می گیریم. تقریبا همیشه دیر یا زود به نحوی نارسا از آب در می آیند و ما را به دردسر می اندازند و ناچار به تکاپو می افتیم نظریه بهتری بیابیم. نظریه فراگیرتری که همه آنچه را که نظریه قبلی تبیین می کند، تبیین کند و در عین حال ضعفها و محدودیت های آن را هم نداشته باشد. ما این کار نه فقط در علم بلکه در همه فعالیت های درگیرمان از جمله زندگی روزمره انجام می دهیم!
🔹یعنی که رویکرد ما به امور اصولا در جهت حل مسائل و پیشرفت ما نه از راه افزودن قطعیت ها بر مجموعه قطعیتهای موجود، بلکه از راه جایگزین کردن پی در پی نظریه های موجود با نظریه های بهتر است. جست و جوی قطع و یقین را که وسواس شماری از بزرگترین فلاسفه غرب از دکارت گرفته تا راسل، باید ترک گفت، چرا که قطع و یقین دست یافتنی نیست. اثبات نهایی و همیشگی صحت هر یک از نظریه های علمی، یا نهادن كل علم یا کل ریاضیات بر پایه های در نهایت ایمن، ناممکن است هیچ نظریه کلی را نمی توان اثبات کرد، اما می توان آن را ابطال کرد!! برای پیشرفت حقیقی، «نقادی» ابزار اصلی است. گزاره ای که هیچ مشاهده ای نتواند ابطالش کند، آزمون پذیر نیست و بنابراین نمی توان آن را علمی شمرد. زيرا اگر آن گزاره در هر حال به رغم هر رویدادی صادق باشد در آن صورت هیچ چیز را نمی توان مدرک و دلیلی بر تأیید آن شمرد..
🔻پایان بخش نسبیت
ادامه دارد....
📎 قسمت بیست و دوم: مروری بر تاریخچه نسبیت (۴)
🆔 @Physics3p
🔹کارل پوپر می گوید؛ شناخت علمی حدسی و ظنی است و در پرتو تجربه، پیوسته در معرض تجدید نظر است. دست کم در دویست سال گذشته پس از مرگ نیوتن بجز هیوم و لاک دانشمندان غرب علم جدید را شناختن قطعی و واقعیتی سفت و سخت و کاملا قابل اعتماد میدانستند. هر وقت قانون علمی یا واقعیت علمی نوینی کشف میشد دیگر جایی برای تغییر آن نبود. این یقینی بودن، خصلت بارز علم پنداشته میشد. شناخت علمی مطمئن ترین شناختی بود که بشر در اختیار داشت و آن را حقیقت مطلق و تغییرناپذیر میشمرد. لاک و هیوم می گفتند که قوانین علمی به اثبات قطعی نرسیده اند ولی از آنجاییکه این قوانین همواره با موفقیت همراه بود، آنها هم قوانين علمی را به اصطلاح بی نهایت محتمل پنداشتند. یعنی آنها را قریب به یقین می پنداشتند که وقتی پای اهداف و مقاصد علمی به میان می آید فرق با یقین ندارد. شناخت غیر یقینی از وقتی پیدا شد که نظریه نسبیت توسط انیشتین گفته شد.(همچنین تا قبل از آن، تمام اصول کشف شده "قانون" بحساب میامدند، مانند "قانون گرانش"، اما پس از این موضوع، نام تئوری یا نظریه جایگزین قانون شد).
🔸نظریه نسبیت به نظریه نیوتنی نمی خواند یعنی اگر نسبیت درست باشد، پس نظریه نیوتنی درست نمی باشد! آزمون های مختلف درستی نظریه نسبیت را آشکار نمود و دانشمندان متوجه نقض نظریه نیوتنی شدند و پیامد امر برای فلسفه همانند زلزله بود. از دکارت به بعد، جست و جوی قطع و یقین در کانون یا تقریبا کانون فلسفه غرب قرار داشت و غربی ها تصور می کردند با علم نیوتنی به مجموعه گسترده ای از شناخت قابل اعتماد درباره جهان ما و فراسوی آن دست یافته اند که اهمیت اساسی و سودمندی عملی فراوان دارد. از این گذشته، روش جمع آوری آن شناخت به دقت بررسی و تدوین شده بود و همه فکر می کردند با این روش قطعیت آن تضمین شده است و اعتبار و معرفت کاملی را دارد و حالا کاشف به عمل آمده که این اصلا «معرفت» نبود، پس بر درک ما از جهان به میزان عظیم نیافزوده بود! مگر کاربرد عملی آن از طریق فن آوری دوران تاریخی
چه بود؟ مگر استفاده از آن کاملا جدید، یعنی تمدن صنعتی نوین را به وجود نیاورده بود؟
🔹با این همه هم اکنون آشکار می شد که این دانش دقت و صحت لازم را ندارد. اینها را در موقعیت سر درگم کننده ای قرار داد چون معلوم شد ما نه تنها آنهارا درباب مصداق شناخت بلکه همچنین درباب ماهیت شناخت خطا رفته ایم. پوپر پی برد که اگر حمایت و تأییدی که نصیب علم نیوتنی شد صحت آن را به اثبات نرسانده باشد پس هیچ چیزی از عهده اثبات صدق نظریه های علمی برنخواهد آمد. قوانین به اصطلاح علمی حقایق تغيير ناپذیر درباره جهان نیستند. صرفا نظریه اند و بدین ترتیب فرآورده های ذهنی بشر!! اگر در حین عمل خوب از آب در آمدند همین می رساند که "نزدیک" به حقیقت اند. ولی این امکان همیشه هست که حتی پس از صدها سال کامیابی عملی، کسی بیاید و نظریه ای بهتر و نزدیک تر به حقیقت بیاورد.
🔸پوپر این بینش را به صورت نظریه ای تمام عیار درباره شناخت در آورد. به گفته او واقعیت عادی مستقل از ذهن انسان وجود دارد و از نوعی است اساسا متفاوت با تجربه انسان به همین سبب هرگز نمی تواند مستقیما دریافت شود. برای تعیین آن (واقعیت مادی) ما نظریه های موجهی می سازیم. و اگر اینها نتیجه عملی موفقیت آمیز داشته باشند مادام که کار سازند از آنها بهره می گیریم. تقریبا همیشه دیر یا زود به نحوی نارسا از آب در می آیند و ما را به دردسر می اندازند و ناچار به تکاپو می افتیم نظریه بهتری بیابیم. نظریه فراگیرتری که همه آنچه را که نظریه قبلی تبیین می کند، تبیین کند و در عین حال ضعفها و محدودیت های آن را هم نداشته باشد. ما این کار نه فقط در علم بلکه در همه فعالیت های درگیرمان از جمله زندگی روزمره انجام می دهیم!
🔹یعنی که رویکرد ما به امور اصولا در جهت حل مسائل و پیشرفت ما نه از راه افزودن قطعیت ها بر مجموعه قطعیتهای موجود، بلکه از راه جایگزین کردن پی در پی نظریه های موجود با نظریه های بهتر است. جست و جوی قطع و یقین را که وسواس شماری از بزرگترین فلاسفه غرب از دکارت گرفته تا راسل، باید ترک گفت، چرا که قطع و یقین دست یافتنی نیست. اثبات نهایی و همیشگی صحت هر یک از نظریه های علمی، یا نهادن كل علم یا کل ریاضیات بر پایه های در نهایت ایمن، ناممکن است هیچ نظریه کلی را نمی توان اثبات کرد، اما می توان آن را ابطال کرد!! برای پیشرفت حقیقی، «نقادی» ابزار اصلی است. گزاره ای که هیچ مشاهده ای نتواند ابطالش کند، آزمون پذیر نیست و بنابراین نمی توان آن را علمی شمرد. زيرا اگر آن گزاره در هر حال به رغم هر رویدادی صادق باشد در آن صورت هیچ چیز را نمی توان مدرک و دلیلی بر تأیید آن شمرد..
🔻پایان بخش نسبیت
ادامه دارد....
⭕ آیا جهان از "هیچ" بوجود آمده است؟
🆔 @Physics3p
در ابتدای موضوع باید بگوییم منظور از هیچ، هرگز بمعنای "عدم" نیست. بلکه منظور هیچ کوآنتومی است که در پستی جداگانه توضیح خوام داد.
چون اگر منظور از هیچ، عدم مطلق باشد، این عدم بمعنای وجود نداشتن هرگونه قانون، ذهن، فضا، مکان و هرچه که میتوانید تصور کنید میباشد!
حتی در این "عدم" ذهن نیز جایگاهی ندارد و تصور آن نیز امری محال است چون اگر بتوانید آن را تصور کنید، خود را در آن درحال نظار کردن میابید که این نقضی بر "عدم" است. حتی تصور خالقی که در حال آفریدن چیزی از هیچ در این عدم باشد، خود نقضی بر «عدمیت» آن است. پس جهان هرگز از "هیچ مطلق" نمیتوانسته بوجود آید و منظور "هیچ کوآنتومی" است.
اما چطور میشود به این موضوع رسید که جهان از "هیچ" بوجود آمده؟
میدانیم جهان از چهارنیروی گرانش، الکترومغناطیس، هسته ای قوی و ضعیف بوجود آمده است. بر طبق مدل های کیهانشناسی و نظریه ریسمان ها، احتمالأ این چهار نیرو در ابتدا یکی بودند و در اثر انفجار بزرگ تفکیک شدند. اما موضوع اصلی اینست، مجموع انرژی های نهفته در ماده با خود آن(سه نیروی الکترومغناطیس، هسته ای قوی و ضعیف) با انرژی نهفته در گرانش که طبق مدل ارائه شده توسط نسبیت عام، این نیرو در اثر انعطاف فضاست، برابر با عددی نزدیک به صفر است!
برای تصور منفی بودن انرژی ناشی از گرانش، میتوانید اینطور تصور کنید که انرژی خلأ برابر با صفر است. بطور کلی دونوع خلأ وجود دارد، خلأ مطلق و خلأ کاذب. برای درک آن، فرض کنید آبی در پشت یک سد تجمع یافته، آب در این حالت آرام و سکون بنظر میرسد. اما اگر سد ترک بردارد، آب با نیروی وارده زیادی بسمت پایین سد هجوم میبرد. در این مثال، حالت اول که آب در پشت سد قرار داشته "خلأ کاذب" بوده چون پتانسیل ها تمایل به قرارگیری در کمترین مقدار خودرا داشتند و حالت دوم که آب به پایین سد سکونی یافته، "خلأ مطلق" میباشد که پتانسیل ها به پایینترین حد ممکن دست یافته اند.
حال یک منظومه سیاره ای را درنظر بگیرید. در این منظومه، سیاره ها در خلأ کاذب قرار دارند و برای اینکه از این مدار نسبی آنهارا خارج کنیم، باید "انرژی" صرف کنیم. بنابراین میتوان نتیجه گرفت، انرژی وارده بر سیاره که ناشی از "گرانش" است مقداری منفی بوده و ما با صرف انرژی ناشی از ماده که مثبت است، سیاره را به کمترین پتانسیل آن میرسانیم!
احتمالأ کمی شکست تقارن باعث شکل گیری جهان شده است چون مقدار ماده مثبت و منفی(ضد ماده) موجود در جهان تقریبأ باهم برابرند اما در اثر عواملی که میتواند در اثر برهمکنش های کوانتومی باشد، مقدار ماده از مقدار ضد ماده کمی پیشی گرفته و جهان کنونی را شکل داده است. چون اگر این شکست تقارن صورت نمیگرفت، مقدار کل ماده و ضد ماده آن باهم برابر میبود و این دو در اثر برهمکنش یکدیگر را از بین برده و تنها شاهده جهانی از پرتو گاما و انرژی ناشی از آن میبودیم.
اما مورد دوم، میزان چرخش و بارالکتریکی جهان است. حتمأ توجه کرده اید که تمام اجزای جهان، از اتم ها و الکترون ها گرفته تا سیارات و کهکشان ها، در حال چرخ اند. اما آیا خود جهان هم درحال چرخش است؟
خیر چنین نیست و جهان طبق مدل های کیهانی ارائه شده، هیچگونه چرخشی ندارد و اگر چنین بود، شاهده پدیده های فیزیکی گوناگونی مانند سفر در زمان به گذشته میبودیم!
اما علاوه بر آن، حتمأ در نظر دارید که مقدار بار نسبت داده شده به یک بار مثبت با مقدار بار نسبی یک بار منفی دقیقأ برابر است. براساس مدل های ارائه شده، میتوان چنین نتیجه گیری کرد که مقدار کل بارهای مثبت جهان با مقدار کل بارهای منفی جهان که حامل نیروی الکترومغناطیسی میباشند، برابر با صفر است!
تنها جهانی برخاسته از خلأ میتواند مقدار بار و چرخشی برابر با صفر داشته باشد چون خود خلأ نیز در این مقادیر صفر میباشد.
🆔 @Physics3p
🆔 @Physics3p
در ابتدای موضوع باید بگوییم منظور از هیچ، هرگز بمعنای "عدم" نیست. بلکه منظور هیچ کوآنتومی است که در پستی جداگانه توضیح خوام داد.
چون اگر منظور از هیچ، عدم مطلق باشد، این عدم بمعنای وجود نداشتن هرگونه قانون، ذهن، فضا، مکان و هرچه که میتوانید تصور کنید میباشد!
حتی در این "عدم" ذهن نیز جایگاهی ندارد و تصور آن نیز امری محال است چون اگر بتوانید آن را تصور کنید، خود را در آن درحال نظار کردن میابید که این نقضی بر "عدم" است. حتی تصور خالقی که در حال آفریدن چیزی از هیچ در این عدم باشد، خود نقضی بر «عدمیت» آن است. پس جهان هرگز از "هیچ مطلق" نمیتوانسته بوجود آید و منظور "هیچ کوآنتومی" است.
اما چطور میشود به این موضوع رسید که جهان از "هیچ" بوجود آمده؟
میدانیم جهان از چهارنیروی گرانش، الکترومغناطیس، هسته ای قوی و ضعیف بوجود آمده است. بر طبق مدل های کیهانشناسی و نظریه ریسمان ها، احتمالأ این چهار نیرو در ابتدا یکی بودند و در اثر انفجار بزرگ تفکیک شدند. اما موضوع اصلی اینست، مجموع انرژی های نهفته در ماده با خود آن(سه نیروی الکترومغناطیس، هسته ای قوی و ضعیف) با انرژی نهفته در گرانش که طبق مدل ارائه شده توسط نسبیت عام، این نیرو در اثر انعطاف فضاست، برابر با عددی نزدیک به صفر است!
برای تصور منفی بودن انرژی ناشی از گرانش، میتوانید اینطور تصور کنید که انرژی خلأ برابر با صفر است. بطور کلی دونوع خلأ وجود دارد، خلأ مطلق و خلأ کاذب. برای درک آن، فرض کنید آبی در پشت یک سد تجمع یافته، آب در این حالت آرام و سکون بنظر میرسد. اما اگر سد ترک بردارد، آب با نیروی وارده زیادی بسمت پایین سد هجوم میبرد. در این مثال، حالت اول که آب در پشت سد قرار داشته "خلأ کاذب" بوده چون پتانسیل ها تمایل به قرارگیری در کمترین مقدار خودرا داشتند و حالت دوم که آب به پایین سد سکونی یافته، "خلأ مطلق" میباشد که پتانسیل ها به پایینترین حد ممکن دست یافته اند.
حال یک منظومه سیاره ای را درنظر بگیرید. در این منظومه، سیاره ها در خلأ کاذب قرار دارند و برای اینکه از این مدار نسبی آنهارا خارج کنیم، باید "انرژی" صرف کنیم. بنابراین میتوان نتیجه گرفت، انرژی وارده بر سیاره که ناشی از "گرانش" است مقداری منفی بوده و ما با صرف انرژی ناشی از ماده که مثبت است، سیاره را به کمترین پتانسیل آن میرسانیم!
احتمالأ کمی شکست تقارن باعث شکل گیری جهان شده است چون مقدار ماده مثبت و منفی(ضد ماده) موجود در جهان تقریبأ باهم برابرند اما در اثر عواملی که میتواند در اثر برهمکنش های کوانتومی باشد، مقدار ماده از مقدار ضد ماده کمی پیشی گرفته و جهان کنونی را شکل داده است. چون اگر این شکست تقارن صورت نمیگرفت، مقدار کل ماده و ضد ماده آن باهم برابر میبود و این دو در اثر برهمکنش یکدیگر را از بین برده و تنها شاهده جهانی از پرتو گاما و انرژی ناشی از آن میبودیم.
اما مورد دوم، میزان چرخش و بارالکتریکی جهان است. حتمأ توجه کرده اید که تمام اجزای جهان، از اتم ها و الکترون ها گرفته تا سیارات و کهکشان ها، در حال چرخ اند. اما آیا خود جهان هم درحال چرخش است؟
خیر چنین نیست و جهان طبق مدل های کیهانی ارائه شده، هیچگونه چرخشی ندارد و اگر چنین بود، شاهده پدیده های فیزیکی گوناگونی مانند سفر در زمان به گذشته میبودیم!
اما علاوه بر آن، حتمأ در نظر دارید که مقدار بار نسبت داده شده به یک بار مثبت با مقدار بار نسبی یک بار منفی دقیقأ برابر است. براساس مدل های ارائه شده، میتوان چنین نتیجه گیری کرد که مقدار کل بارهای مثبت جهان با مقدار کل بارهای منفی جهان که حامل نیروی الکترومغناطیسی میباشند، برابر با صفر است!
تنها جهانی برخاسته از خلأ میتواند مقدار بار و چرخشی برابر با صفر داشته باشد چون خود خلأ نیز در این مقادیر صفر میباشد.
🆔 @Physics3p
Telegram
attach 📎
❤1
Quantum Physics via @like
از بطلمیوس تا اینشتین.pdf
2.9 MB
📚 کتاب هفته
📎 عنوان: از بطلمیوس تا انیشتین؛
از مرکزیت زمین تا جهان بی مرکز
✍ نویسنده: دکتر میلاد اسکندردوست
☑ موضوع: فیزیک-تاریخچه-علم
#فارسی
#پیشنهاد_ویژه_کانال
🆔 @Physics3p
📎 عنوان: از بطلمیوس تا انیشتین؛
از مرکزیت زمین تا جهان بی مرکز
✍ نویسنده: دکتر میلاد اسکندردوست
☑ موضوع: فیزیک-تاریخچه-علم
#فارسی
#پیشنهاد_ویژه_کانال
🆔 @Physics3p
⭕ سفر در زمان و گذر به جهانهای دیگر!
💫 قسمت اول
🆔 @Physics3p
در پست های گوناگون در این کانال، بسیار درباب زمان صحبت کردیم و سعی کردیم بیش از پیش به مفهوم حقیقی این راز بزرگ هستی پی ببریم. همانطور که حتمأ میدانید، زمان از جمله اسرار ناشناخته جهان است که تاکنون تعریف واضح و کاملی برای آن ارائه نشده است و شاید هرگز هم پرده از این راز برداشته نشود!
در مطالب مختلف مربوط به موضوع زمان، برای آن تعاریف فیزیکی متفاوتی قائل شدیم که برای مرور این تعاریف، بهتر است گذری به آن داشته باشیم.
از جمله این تعریفات، مفهوم "مکملیت" زمان بود که طبق این تعریف، زمان وجود دارد که صرفأ "اجزا" بتوانند "کل" خود را درک کنند. تعریف دوم، مفهوم زمان از نگاه "حرکت" میباشد. طبق این تعریف، زمان صرفأ مکمل و ناشی از "حرکت" است و بدین سبب حضور آن احساس میشود، تا به حرکت موجودیت دهد. اما تعریف سوم، زمان از نگاه قانون دوم ترمودینامیک و مفهوم بخشی به موضوع "نظم" و "بی نظمی" است، که به سبب آن میتوان نتیجه گرفت، زمان تنها در جهت افزایش آنتروپی یا تقابل نظم و بی نظمی است که جریان دارد. اما دیدگاه دیگر، موضوع "توهم" بودن زمان است. طوریکه در این تقسیم بندی، از زمان بعنوان عاملی خود ساخته‌ی صرفأ ذهن انسان یاد میشود که در جهت درک بیشتر هستی، بازهم تنها در خود ذهن جریان دارد. مانند پراژکتوری که برای نمایش تصاویر بر روی صفحه، باید آنها را پی در پی و پشت سرهم صورت بندی و پخش کند تا تصاویر قابل درک باشند. اگر تمام تصاویر بصورت یکجا و بدون صرف "زمان" به نمایش گذاشته شود، شاهد چه چیزی خواهیم بود؟ آیا آن چیز یا آن تصویر حاصل شده که شاید از صدها تصویر دیگر بوجود آمده، دارای هرگونه مفهوم و نظمی قابل درک است؟(برای مطالعه کامل توضیحات ارائه شده در باب تعاریف مختلف زمان، مطلب «زمان و ابعاد هستی» را در کانال جستجو کنید).
اما موضوعی که در اینجا به آن خواهیم پرداخت، موضوع زمان و قانون نسبیت است که برای ما تونل های فضا و زمانی را فراهم میاورد تا بتوانیم در این حیطه کیهانی سفرکنیم!
داستانها و فیلم های بسیاری مربوط به سفر در زمان و دخالت در آینده و گذشته تدوین شده اند اما هرکدام از آنها تا چه اندازه صراحت دارند؟ آیا میتوان در زمان سفر کرد و آینده‌ی خود را دید؟ یا به گذشته برویم و بخشی از خاطرات تلخ خود را حذف کنیم؟ یا حتی به دیدار نیاکان خود رفته و از آنها دیدن کنیم؟!
در حقیقت، تمام این موضوعات پس از ارائه تئوری نسبیت عام توسط آلبرت اینیشتین، مطرح شد. تا پیش از ارائه این تئوری، زمان حاکمی مستقل و دور از دسترس جهان مطرح میشد و دخالت در کار آن، عملأ ناممکن بود! اما نسبیت عام به ما گفت، زمان نه تنها مستقل از پدیده های جهان نیست، بلکه خود با فضا درهم تافته است و موجودی منعطف بنام "فضا‌زمان"(spacetime) را پدید میاورد که خود نه تنها از صحنه هستی جدا نیست، بلکه خود نیز بخشی از این صحنه است که با آن صورت میگیرد.
با بهره گیری از تئوری نسبیت، میتوان فهمید که عقب ماندن از زمان، یا بعبارتی سفر در زمان به آینده امری ممکن است. نسبیت برای این مسافرت به آینده، مفهوم نسبی بودن زمان و تأثیر "حرکت" و یا "ماده"(گرانش) را برای ما توضیح میدهد که در مطالب مربوط به نسبیت به وفور از آن یاد کردیم! برای مثال طبق این تئوری، با افزایش تندی تا حد پایین تندی نور، زمان برای ما از نظر شخص خارجی کندتر میگذرد، و اگر بتوان به تندی نور رسید که برای اجرام امری محال است، عملأ زمان برای جسم متوقف خواهد شد. همچنین نسبیت راههای دیگری مانند بهره گیری از سیاهچاله ها و گرانش بینهایت آن، برای توقف زمان را پیش رویمان میگذارد. هرچند که باید این را در نظر گرفت که تندی گریز از این گرانش بینهایت سیاهچاله فراتر از تندی نور است و این توقف زمان، در صورت زنده ماندن و متلاشی نشدن در اثر گرانش فوق العاده زیاد، به قیمت حبس ابد شما در چنگال سیاهچاله تمام خواهد شد!!
ادامه دارد....
💫 قسمت اول
🆔 @Physics3p
در پست های گوناگون در این کانال، بسیار درباب زمان صحبت کردیم و سعی کردیم بیش از پیش به مفهوم حقیقی این راز بزرگ هستی پی ببریم. همانطور که حتمأ میدانید، زمان از جمله اسرار ناشناخته جهان است که تاکنون تعریف واضح و کاملی برای آن ارائه نشده است و شاید هرگز هم پرده از این راز برداشته نشود!
در مطالب مختلف مربوط به موضوع زمان، برای آن تعاریف فیزیکی متفاوتی قائل شدیم که برای مرور این تعاریف، بهتر است گذری به آن داشته باشیم.
از جمله این تعریفات، مفهوم "مکملیت" زمان بود که طبق این تعریف، زمان وجود دارد که صرفأ "اجزا" بتوانند "کل" خود را درک کنند. تعریف دوم، مفهوم زمان از نگاه "حرکت" میباشد. طبق این تعریف، زمان صرفأ مکمل و ناشی از "حرکت" است و بدین سبب حضور آن احساس میشود، تا به حرکت موجودیت دهد. اما تعریف سوم، زمان از نگاه قانون دوم ترمودینامیک و مفهوم بخشی به موضوع "نظم" و "بی نظمی" است، که به سبب آن میتوان نتیجه گرفت، زمان تنها در جهت افزایش آنتروپی یا تقابل نظم و بی نظمی است که جریان دارد. اما دیدگاه دیگر، موضوع "توهم" بودن زمان است. طوریکه در این تقسیم بندی، از زمان بعنوان عاملی خود ساخته‌ی صرفأ ذهن انسان یاد میشود که در جهت درک بیشتر هستی، بازهم تنها در خود ذهن جریان دارد. مانند پراژکتوری که برای نمایش تصاویر بر روی صفحه، باید آنها را پی در پی و پشت سرهم صورت بندی و پخش کند تا تصاویر قابل درک باشند. اگر تمام تصاویر بصورت یکجا و بدون صرف "زمان" به نمایش گذاشته شود، شاهد چه چیزی خواهیم بود؟ آیا آن چیز یا آن تصویر حاصل شده که شاید از صدها تصویر دیگر بوجود آمده، دارای هرگونه مفهوم و نظمی قابل درک است؟(برای مطالعه کامل توضیحات ارائه شده در باب تعاریف مختلف زمان، مطلب «زمان و ابعاد هستی» را در کانال جستجو کنید).
اما موضوعی که در اینجا به آن خواهیم پرداخت، موضوع زمان و قانون نسبیت است که برای ما تونل های فضا و زمانی را فراهم میاورد تا بتوانیم در این حیطه کیهانی سفرکنیم!
داستانها و فیلم های بسیاری مربوط به سفر در زمان و دخالت در آینده و گذشته تدوین شده اند اما هرکدام از آنها تا چه اندازه صراحت دارند؟ آیا میتوان در زمان سفر کرد و آینده‌ی خود را دید؟ یا به گذشته برویم و بخشی از خاطرات تلخ خود را حذف کنیم؟ یا حتی به دیدار نیاکان خود رفته و از آنها دیدن کنیم؟!
در حقیقت، تمام این موضوعات پس از ارائه تئوری نسبیت عام توسط آلبرت اینیشتین، مطرح شد. تا پیش از ارائه این تئوری، زمان حاکمی مستقل و دور از دسترس جهان مطرح میشد و دخالت در کار آن، عملأ ناممکن بود! اما نسبیت عام به ما گفت، زمان نه تنها مستقل از پدیده های جهان نیست، بلکه خود با فضا درهم تافته است و موجودی منعطف بنام "فضا‌زمان"(spacetime) را پدید میاورد که خود نه تنها از صحنه هستی جدا نیست، بلکه خود نیز بخشی از این صحنه است که با آن صورت میگیرد.
با بهره گیری از تئوری نسبیت، میتوان فهمید که عقب ماندن از زمان، یا بعبارتی سفر در زمان به آینده امری ممکن است. نسبیت برای این مسافرت به آینده، مفهوم نسبی بودن زمان و تأثیر "حرکت" و یا "ماده"(گرانش) را برای ما توضیح میدهد که در مطالب مربوط به نسبیت به وفور از آن یاد کردیم! برای مثال طبق این تئوری، با افزایش تندی تا حد پایین تندی نور، زمان برای ما از نظر شخص خارجی کندتر میگذرد، و اگر بتوان به تندی نور رسید که برای اجرام امری محال است، عملأ زمان برای جسم متوقف خواهد شد. همچنین نسبیت راههای دیگری مانند بهره گیری از سیاهچاله ها و گرانش بینهایت آن، برای توقف زمان را پیش رویمان میگذارد. هرچند که باید این را در نظر گرفت که تندی گریز از این گرانش بینهایت سیاهچاله فراتر از تندی نور است و این توقف زمان، در صورت زنده ماندن و متلاشی نشدن در اثر گرانش فوق العاده زیاد، به قیمت حبس ابد شما در چنگال سیاهچاله تمام خواهد شد!!
ادامه دارد....
⭕ سفر در زمان و گذر به جهانهای دیگر!
💫 قسمت دوم
🆔 @Physics3p
اما آیا بجز این راهها، راه حل دیگری نیز برای سفر در زمان و یا حتی مسافرت به گذشته وجود دارد؟
در حقیقت بعد از ارائه نسبیت توسط اینیشتین، راه حل های بسیاری برای سفر در زمان از دل این معادلات سر بر آورد که اینیشتین از آنها بعنوان خطاهای نسبیتی یاد میکرد و در ابتدا بشدت به مبارزه با آن دست میزد. یکی از این راه حل ها نیز توسط اینیشتین و دانشجوی او، ناتان روزن بیان شد که به پل روزن-اینیشنین یا کرمچاله معروف است. کرمچاله ها تونل هایی در فضا‌زمان هستند که میتوانند دو نقطه فضایی مجزا یا دو نقطه زمانی متفاوت را به هم متصل کنند. اینیشتین پیش بینی کرد، ممکن است حتی این کرمچاله ها دریچه ای به جهانهای دیگر باشند و نوعی از آنها در سیاهچاله ها قابل دست یابی است. در اینجا این ایده مطرح شد که ممکن است سیاهچاله ها اسرارآمیزتر از آنچه که تصور میشد باشند که نه گودال هایی متروک و بی پایان اند، بلکه دریچه ای به جهان های دیگری هستند. شاید هم خود مشمول بر جهانی موازی باشند! اما ساخت این کرمچاله های یاد شده در حالت عادی مشکلات زیادی از جمله پایداری دریچه آنها را در پی دارد. برای پایدار نگاه داشتن این کرمچاله های فرضی ساخته شده، به "ماده منفی" بسیاری نیاز داریم که در این حالت، بدلیل ویژگی های آن از جمله عدم پایداری در حضور ماده معمولی و یا خاصیت گریز ان در میدان گرانشی، بسیار نایاب و دست نیافتنی است. بنابراین ساخت این کرمچاله ها و پایدار نگاه داشتن دریچه ورودی آنها، امری مشکل و با تکنولوژی فعلی عملأ ناممکن است.
راه دیگر برای سفر به آینده راه حل گودل است که او در سال ۱۹۳۵ پس از حل این معادلات چنین بیان کرد که میتوان با تصور بر اینکه جهان نیز مانند تمام اجرام موجود، همچون اتم ها و سیارات و کهکشان ها پدیده‌ای چرخان است، پس اگر ما بتوانیم سفینه‌ای طراحی کنیم که با آن ۱۴ میلیارد سال دور جهان دور بزنیم، با طی کردن محیط این جهان و رسیدن به مکان اولیه، در حقیقت ما با خودمان در ابتدای سفر مواجه میشویم! یا در حقیقت، ما به گذشته خودمان رسیده ایم. اما این خود پارادوکس های بسیاری را بوجود میاورد که در اینجا به آن نخواهیم پرداخت و همچنین ما نیز امروز میدانیم که جهان نه تنها در حال دوران بدور نقطه خاصی نیست، بلکه بصورت شتاب دار درحال گسترش است! پس این نیز منتفی است.
اما راه حل دیگر استفاده از استوانه‌ای با طول بینهایت است. اگر بتوان استوانه‌ای ساخت که تا بینهایت امتداد داشته باشد، با چرخش این استوانه بدور محور خود با تندی نزدیک به تندی نور(با فرض اینکه استوانه چنان سخت است که در اثر نیروی گریز از مرکز متلاشی نشود)، آنگاه بافت فضا‌زمانی اطراف آن نیز پیچ میخورد و با نزدیک شدن به این بافت پیچ خورده، میتوانیم شاهده گذشته آن باشیم! مشکل اینست که ساخت استوانه ای با ابعاد بینهایت عملأ غیرممکن است چون مفهوم بینهایت در دنیای حقیقی "وجود ندارد" پس دستیابی به ان نیز تنها بصورت ریاضی ممکن میشود و همچنین، در این راه حل سفر به زمان های پیش از ساخت استوانه ممکن نخواهد بود.
همچنین راه حل های دیگری برای سفر به گذشته توسط فیزیکدان ها ارائه شده که بسیاری از آنها از عجایب ریاضی معادلات نسبیت سر برآوردند که در دنیای حقیقی دستیابی به آن چندان ممکن نیست که این تا به اینجای کار سفر به گذشته را برای ما ناممکن جلوه میدهد! اما آیا علم در آخر راهی برای حل این مشکل پیدا میکند و روزی شاهد نوادگان آینده خود بر روی زمین خواهیم بود؟ یا همچنان سد نسبیت و راه حل های ریاضیاتی آن سفر به گذشته را برایمان ناممکن میکند؟!
☑ پایان.
✍ نگارش: ادمین کانال فیزیک کوآنتوم
🆔 @Physics3p
💫 قسمت دوم
🆔 @Physics3p
اما آیا بجز این راهها، راه حل دیگری نیز برای سفر در زمان و یا حتی مسافرت به گذشته وجود دارد؟
در حقیقت بعد از ارائه نسبیت توسط اینیشتین، راه حل های بسیاری برای سفر در زمان از دل این معادلات سر بر آورد که اینیشتین از آنها بعنوان خطاهای نسبیتی یاد میکرد و در ابتدا بشدت به مبارزه با آن دست میزد. یکی از این راه حل ها نیز توسط اینیشتین و دانشجوی او، ناتان روزن بیان شد که به پل روزن-اینیشنین یا کرمچاله معروف است. کرمچاله ها تونل هایی در فضا‌زمان هستند که میتوانند دو نقطه فضایی مجزا یا دو نقطه زمانی متفاوت را به هم متصل کنند. اینیشتین پیش بینی کرد، ممکن است حتی این کرمچاله ها دریچه ای به جهانهای دیگر باشند و نوعی از آنها در سیاهچاله ها قابل دست یابی است. در اینجا این ایده مطرح شد که ممکن است سیاهچاله ها اسرارآمیزتر از آنچه که تصور میشد باشند که نه گودال هایی متروک و بی پایان اند، بلکه دریچه ای به جهان های دیگری هستند. شاید هم خود مشمول بر جهانی موازی باشند! اما ساخت این کرمچاله های یاد شده در حالت عادی مشکلات زیادی از جمله پایداری دریچه آنها را در پی دارد. برای پایدار نگاه داشتن این کرمچاله های فرضی ساخته شده، به "ماده منفی" بسیاری نیاز داریم که در این حالت، بدلیل ویژگی های آن از جمله عدم پایداری در حضور ماده معمولی و یا خاصیت گریز ان در میدان گرانشی، بسیار نایاب و دست نیافتنی است. بنابراین ساخت این کرمچاله ها و پایدار نگاه داشتن دریچه ورودی آنها، امری مشکل و با تکنولوژی فعلی عملأ ناممکن است.
راه دیگر برای سفر به آینده راه حل گودل است که او در سال ۱۹۳۵ پس از حل این معادلات چنین بیان کرد که میتوان با تصور بر اینکه جهان نیز مانند تمام اجرام موجود، همچون اتم ها و سیارات و کهکشان ها پدیده‌ای چرخان است، پس اگر ما بتوانیم سفینه‌ای طراحی کنیم که با آن ۱۴ میلیارد سال دور جهان دور بزنیم، با طی کردن محیط این جهان و رسیدن به مکان اولیه، در حقیقت ما با خودمان در ابتدای سفر مواجه میشویم! یا در حقیقت، ما به گذشته خودمان رسیده ایم. اما این خود پارادوکس های بسیاری را بوجود میاورد که در اینجا به آن نخواهیم پرداخت و همچنین ما نیز امروز میدانیم که جهان نه تنها در حال دوران بدور نقطه خاصی نیست، بلکه بصورت شتاب دار درحال گسترش است! پس این نیز منتفی است.
اما راه حل دیگر استفاده از استوانه‌ای با طول بینهایت است. اگر بتوان استوانه‌ای ساخت که تا بینهایت امتداد داشته باشد، با چرخش این استوانه بدور محور خود با تندی نزدیک به تندی نور(با فرض اینکه استوانه چنان سخت است که در اثر نیروی گریز از مرکز متلاشی نشود)، آنگاه بافت فضا‌زمانی اطراف آن نیز پیچ میخورد و با نزدیک شدن به این بافت پیچ خورده، میتوانیم شاهده گذشته آن باشیم! مشکل اینست که ساخت استوانه ای با ابعاد بینهایت عملأ غیرممکن است چون مفهوم بینهایت در دنیای حقیقی "وجود ندارد" پس دستیابی به ان نیز تنها بصورت ریاضی ممکن میشود و همچنین، در این راه حل سفر به زمان های پیش از ساخت استوانه ممکن نخواهد بود.
همچنین راه حل های دیگری برای سفر به گذشته توسط فیزیکدان ها ارائه شده که بسیاری از آنها از عجایب ریاضی معادلات نسبیت سر برآوردند که در دنیای حقیقی دستیابی به آن چندان ممکن نیست که این تا به اینجای کار سفر به گذشته را برای ما ناممکن جلوه میدهد! اما آیا علم در آخر راهی برای حل این مشکل پیدا میکند و روزی شاهد نوادگان آینده خود بر روی زمین خواهیم بود؟ یا همچنان سد نسبیت و راه حل های ریاضیاتی آن سفر به گذشته را برایمان ناممکن میکند؟!
☑ پایان.
✍ نگارش: ادمین کانال فیزیک کوآنتوم
🆔 @Physics3p
Forwarded from اتچ بات
🔹 پل اینشتین-روزن:
وجود تکینگی ها که از دل نسبیت عام بیرون امده بودند اینشتین را به شدت نگران کرده بود. چون این نقاط با نسبیت قابل توضیح نبودند و اینشتین دوست نداشت که شکافی در تارو پود حقیقت به وجود اید.
🆔 @Physics3P
در سال ۱۹۳۵ اینشتین و همکارش ناتان روزن برای حذف تکینگی ها کوشیدند و یک روش ریاضی پیدا کردند که تکینگی هارا به سطح دیگری از عالم یا جهان های موازی امتداد دهند. بنابر این تکینگی ها به جای یک بن بست به یک گذرگاه تبدیل شدند که پل اینشتین روزن نام گرفت.
ترفند ریاضی اینشتین و روزن در حد یک پانوشت عجیب در مکتب نسبیت باقی ماند تا سال ۱۹۵۰ که ویلر این ترفند را بازنگری کرد و آن گذرگاه ها را کرمچاله نامید. ویلر می‌خواست از تفکر کرمچاله ها برای انتقال سریع در بخش های مختلف فضا بهره ببرد اما از این نگران بود که کرمچاله ها می توانستند قانون علیت را نقض کنند. زیرا کرمچاله ها ناحیه های بسیار دور از عالم را به هم مرتبط می‌کردند اگر پرتو نوری از میان این گلوگاه کرمچاله عبور میکرد می توانست از سرعت قرار دادی نور فراتر رود در این حالت کرمچاله ها میتوانند معلولی را قبل از ان که علتش با ارتباط استاندارد منتقل شود با خود حمل کنند. به همین منظور ویلر به همراه رابرت فولر از دانشگاه کلمبیا در مقاله ای به این موضوع پرداخت. آنها در این مقاله اثبات کردند که این نقض علیت عملا نمی‌تواند رخ دهد زیرا هر سیگنال یا ماده ای که در تلاش برای ورود به کرمچاله است موجب ناپایداری کلوگاه میشود و در نتیجه گلوگاه بسته خواهد شد. نتیجه آنکه هیچ ماده یا پیامی نمی‌تواند سریع تر از نور منتقل شود و علیت نقض نمی‌شود.
ویلر و دستیارش با بررسی دقیق ریاضیات کرمچاله ها دریافتند که کرمچاله ها ساختاری ناپایدار دارند در واقع به دنیا می‌ایند، رشد می‌کنند و نابود میشوند. ایده ی انها از این قرار بود که در ابتدا باید دو تکینگی موجود باشد، به احتمال زیاد یکی در جهان ما و دیگری در جهانی دیگر. یا شاید هم دو تکینگی مربوط به مسیری میان بر در جهان ما باشد. با گذر زمان این تکینگی ها رشد کرده و یکدیگر را قطع می‌کنند و سپس در اثر برخوردشان کرمچاله هارا شکل میدهند. پس از ان قطر کرمچاله ها زیاد میشود، از هم می پاشند و باز دو تکینگی از خود برجای می‌گذارند. این فرایند آنقدر سریع اتفاق می‌افتد که هیچ چیز حتی نور هم نمی‌تواند از یک سمت کرمچاله به سمت دیگر ان منتقل شود. هر شخص یا هر جسمی که بخواهد از طریق کرمچاله ها سفر کند در فرایند جدا شدن دو تکینگی نابود خواهد شد.
بنابراین راه حل ویلر و همکارش امکان سفر از طریق کرمچاله هارا فراهم نمی‌کرد.
🆔 @Physics3P
منبع: کتاب به دنبال جهان های موازی نوشته سعید گراوندی
وجود تکینگی ها که از دل نسبیت عام بیرون امده بودند اینشتین را به شدت نگران کرده بود. چون این نقاط با نسبیت قابل توضیح نبودند و اینشتین دوست نداشت که شکافی در تارو پود حقیقت به وجود اید.
🆔 @Physics3P
در سال ۱۹۳۵ اینشتین و همکارش ناتان روزن برای حذف تکینگی ها کوشیدند و یک روش ریاضی پیدا کردند که تکینگی هارا به سطح دیگری از عالم یا جهان های موازی امتداد دهند. بنابر این تکینگی ها به جای یک بن بست به یک گذرگاه تبدیل شدند که پل اینشتین روزن نام گرفت.
ترفند ریاضی اینشتین و روزن در حد یک پانوشت عجیب در مکتب نسبیت باقی ماند تا سال ۱۹۵۰ که ویلر این ترفند را بازنگری کرد و آن گذرگاه ها را کرمچاله نامید. ویلر می‌خواست از تفکر کرمچاله ها برای انتقال سریع در بخش های مختلف فضا بهره ببرد اما از این نگران بود که کرمچاله ها می توانستند قانون علیت را نقض کنند. زیرا کرمچاله ها ناحیه های بسیار دور از عالم را به هم مرتبط می‌کردند اگر پرتو نوری از میان این گلوگاه کرمچاله عبور میکرد می توانست از سرعت قرار دادی نور فراتر رود در این حالت کرمچاله ها میتوانند معلولی را قبل از ان که علتش با ارتباط استاندارد منتقل شود با خود حمل کنند. به همین منظور ویلر به همراه رابرت فولر از دانشگاه کلمبیا در مقاله ای به این موضوع پرداخت. آنها در این مقاله اثبات کردند که این نقض علیت عملا نمی‌تواند رخ دهد زیرا هر سیگنال یا ماده ای که در تلاش برای ورود به کرمچاله است موجب ناپایداری کلوگاه میشود و در نتیجه گلوگاه بسته خواهد شد. نتیجه آنکه هیچ ماده یا پیامی نمی‌تواند سریع تر از نور منتقل شود و علیت نقض نمی‌شود.
ویلر و دستیارش با بررسی دقیق ریاضیات کرمچاله ها دریافتند که کرمچاله ها ساختاری ناپایدار دارند در واقع به دنیا می‌ایند، رشد می‌کنند و نابود میشوند. ایده ی انها از این قرار بود که در ابتدا باید دو تکینگی موجود باشد، به احتمال زیاد یکی در جهان ما و دیگری در جهانی دیگر. یا شاید هم دو تکینگی مربوط به مسیری میان بر در جهان ما باشد. با گذر زمان این تکینگی ها رشد کرده و یکدیگر را قطع می‌کنند و سپس در اثر برخوردشان کرمچاله هارا شکل میدهند. پس از ان قطر کرمچاله ها زیاد میشود، از هم می پاشند و باز دو تکینگی از خود برجای می‌گذارند. این فرایند آنقدر سریع اتفاق می‌افتد که هیچ چیز حتی نور هم نمی‌تواند از یک سمت کرمچاله به سمت دیگر ان منتقل شود. هر شخص یا هر جسمی که بخواهد از طریق کرمچاله ها سفر کند در فرایند جدا شدن دو تکینگی نابود خواهد شد.
بنابراین راه حل ویلر و همکارش امکان سفر از طریق کرمچاله هارا فراهم نمی‌کرد.
🆔 @Physics3P
منبع: کتاب به دنبال جهان های موازی نوشته سعید گراوندی
Telegram
attach 📎
👍1
آیا مایل به قرارگیری نسخه صوتی و انیمیشن مطالب کانال، مانند مطلب "زمان و ابعاد هستی" بصورت پست قبل در کانال میباشید؟
بله دنبال میکنم (19)
👍👍👍👍👍👍👍👍👍👍95%
خیر تمایلی ندارم (1)
👍5%
🕴 تعدادکل رای ها: 20
بله دنبال میکنم (19)
👍👍👍👍👍👍👍👍👍👍95%
خیر تمایلی ندارم (1)
👍5%
🕴 تعدادکل رای ها: 20
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت بیست و سوم: بخش سوم - فیزیک کوآنتوم
🆔 @Physics3p
💢 مکتب اتم گرایی (دیدگاه های فلسفی)
🔹دموکریتوس می گوید: حقیقت در ژرفا نهفته است. نخستین تئوری اتمی ماده به وسیله فیلسوف یونانی لئوکیپوس متولد حدود ۵۰۰ پیش از میلاد و شاگرد او دموکریتوس که حدود ۳۷۰ تا ۴۶۰ پیش از میلاد می زیست می باشد که اکنپن نیز اندکی از تفکرات این دو فیلسوف بر جای ماند. فرض آنها چنین بود: اشياء مادی از ذرات بسیار کوچک غیر قابل تقسیم به وجود آمده اند. ماده جاودانی است، از بین نمی رود و از هیچ به وجود نمی آید. اتم های مختلف از نظر اندازه و شکل با هم متفاوت اند. اتمها در فضای خالی که بین آنهاست حرکت می کنند و پیوسته به این حرکت خود ادامه میدهند و ماهیت و علت این حرکت معلوم نیست.
🔸از نظر این تئوری حرکت ذاتی است. اتم ها در مسیر خود به هم می پیوندند و ترکیب تازه‌ای تشکیل میدهند(مولکول) و سپس از هم جدا می شوند و خرد می گردند و سبب تغییر در جهان می شوند. عمل ترکیب و جدایی اتم ها کار الهگان و دیوان نیست(ذاتی است). اتمها عاری از روح بودند، مقصود یا طرح معینی نداشتند. اتم گرایان باستان با فرض فوق توانستند دگرگونی‌هایی چون به وجود آمدن و از بین رفتن را توجیه کنند، ولی نمی توانستند تئوری خود را به معرض آزمایش گذارند. در آن موقع پیشگویی تئوری معمول نبود. تئوری اتم گرایی باستان به فیلسوفان کمک می کرد تا آنها از ترس نامعقول از موجودات فوق طبیعی رهایی یابند. لئوکیپوس و دموکریتوس معتقد بودند که با فرضیه اتمی خود می توان توضیح عقلانی برای رفتار ماده به دست داد. این تئوری مطالعه کیفی بود.
🔹این تئوری اتمی به صورت متافیزیک بیان شده بود. زیرا قابل آزمایش نبود ولی برای علم برخلاف تئوری متافیزیک دیگر مفید بوده است. نظریه متافیزیکی دموکرتیوس حاکی از آنکه هر تغییری باید از طریق حرکت توجیه و بیان شود به صورت ضمنی برنامه پذیرفته‌ای در فیزیک، تا زمان خود میباشد. هنوز هم، با وجود این واقعیت که فیزیک بسیار رشد کرده است جزئی از فیزیک است. چه با نیوتن، علاوه بر جرمهای نقطه ای متحرک، نیروهای با شدت (و جهت) متغیر وارد فیزیک شد. درست است که تغییرات نیروهای نیوتنی را می توان همچون نتیجه ای از حرکت یا وابسته به آن توضیح داد، ولی آنها با وجود این مشابه با تغییراتی در وضع ذره نیستند. از لحاظ متناسب بودن با معکوس مجذور فاصله، وابستگی حتی یک وابستگی خطی هم نیست. و در زمان فاراده و مکسول، میدان متغیر نیروها، یا همان اندازه آنها اهمیت یافت که ذرات اتمی مادی اهمیت دارند. از دیدگاه دموکرتیوس، نه اتمها بلکه ذرات عنصری، اتمهای واقعی محسوب می شوند جز آنکه اینها نیز در معرض تغییر قرار می گیرند.
🔸بدین ترتیب وضع جالب توجهی داریم. یک فلسفه تغییر که هدف آن از میان بردن دشواری های فهم عقل تغییر بود. هزاران سال به علم خدمت کرد، ولی سرانجام توسعه و رشد خود علم جایگزین آن شد، و فلاسفه ای که منکر وجود مسائل فلسفی هستند، عملا از توجه به این واقعیت غافل می ماندند. نظریه دموکریتوس یک دستاورد شگفت انگیز بود، یک چهارچوب نظری برای بیان و توضیح اغلب خواص اختیاری (تجربی) شناخته شده ماده. مانند تراکم پذیری، درجه سختی، کشسانی، چگالی و انسجام و تلاشی و احتراق! جالبترین عنصر در نظریه دموکرتیوس آموزه وی درباره کوانتایی کردن مکان و زمان است.
🔹مبنی بر اینکه یک کوتاهترین فاصله و یک کوچکترین فاصله زمانی وجود دارد، (یعنی فاصله هایی در مکان و زمان وجود دارد). دموکرتیوس اعتقاد داشت که کوچکتر از طول و زمان فوق (کوانتایی) ممکن نیست. در حقیقت دموکریتوس با نظریه فواصل زمانی و مکان بطور تفصیلی جواب پارمنيدس و شاگردش زنون که مسائلی در این مورد مطرح کرده بودند، داده است. اهمیت نظریه دموکرتیوس فقط به عنوان توضیح از نموده‌ها نبود بلکه نخست این اصل روانشناختی را استقرار بخشید که یک نظریه استناجی و قیاسی یا توضیحی بایستی «نمودها را نجات دهد» یعنی با آزمایش توافق داشته باشد. دوم اینکه نشان داد که ممکن است یک نظریه حالت نظری و ذهنی داشته و مبتنی بر آن اصل اساسی (پارمنيدس) باشد که جهان بدان صورت که باید از اندیشه برهانی فهمیده شود با جهان دریافت شده با آزمایش نخستین نظر یعنی جهان بدان صورت که دیده و شنیده و بوییده و چشیده و بساویده می شود، اختلاف دارد. و اینکه با وجود اینچنین نظریه ذهنی و نظری می تواند این ملاک (اختیاری) تجربی را بپذیرد که مرئی است که درباره پذیرفتن یا رد کردن.
ادامه دارد....
📎 قسمت بیست و سوم: بخش سوم - فیزیک کوآنتوم
🆔 @Physics3p
💢 مکتب اتم گرایی (دیدگاه های فلسفی)
🔹دموکریتوس می گوید: حقیقت در ژرفا نهفته است. نخستین تئوری اتمی ماده به وسیله فیلسوف یونانی لئوکیپوس متولد حدود ۵۰۰ پیش از میلاد و شاگرد او دموکریتوس که حدود ۳۷۰ تا ۴۶۰ پیش از میلاد می زیست می باشد که اکنپن نیز اندکی از تفکرات این دو فیلسوف بر جای ماند. فرض آنها چنین بود: اشياء مادی از ذرات بسیار کوچک غیر قابل تقسیم به وجود آمده اند. ماده جاودانی است، از بین نمی رود و از هیچ به وجود نمی آید. اتم های مختلف از نظر اندازه و شکل با هم متفاوت اند. اتمها در فضای خالی که بین آنهاست حرکت می کنند و پیوسته به این حرکت خود ادامه میدهند و ماهیت و علت این حرکت معلوم نیست.
🔸از نظر این تئوری حرکت ذاتی است. اتم ها در مسیر خود به هم می پیوندند و ترکیب تازه‌ای تشکیل میدهند(مولکول) و سپس از هم جدا می شوند و خرد می گردند و سبب تغییر در جهان می شوند. عمل ترکیب و جدایی اتم ها کار الهگان و دیوان نیست(ذاتی است). اتمها عاری از روح بودند، مقصود یا طرح معینی نداشتند. اتم گرایان باستان با فرض فوق توانستند دگرگونی‌هایی چون به وجود آمدن و از بین رفتن را توجیه کنند، ولی نمی توانستند تئوری خود را به معرض آزمایش گذارند. در آن موقع پیشگویی تئوری معمول نبود. تئوری اتم گرایی باستان به فیلسوفان کمک می کرد تا آنها از ترس نامعقول از موجودات فوق طبیعی رهایی یابند. لئوکیپوس و دموکریتوس معتقد بودند که با فرضیه اتمی خود می توان توضیح عقلانی برای رفتار ماده به دست داد. این تئوری مطالعه کیفی بود.
🔹این تئوری اتمی به صورت متافیزیک بیان شده بود. زیرا قابل آزمایش نبود ولی برای علم برخلاف تئوری متافیزیک دیگر مفید بوده است. نظریه متافیزیکی دموکرتیوس حاکی از آنکه هر تغییری باید از طریق حرکت توجیه و بیان شود به صورت ضمنی برنامه پذیرفته‌ای در فیزیک، تا زمان خود میباشد. هنوز هم، با وجود این واقعیت که فیزیک بسیار رشد کرده است جزئی از فیزیک است. چه با نیوتن، علاوه بر جرمهای نقطه ای متحرک، نیروهای با شدت (و جهت) متغیر وارد فیزیک شد. درست است که تغییرات نیروهای نیوتنی را می توان همچون نتیجه ای از حرکت یا وابسته به آن توضیح داد، ولی آنها با وجود این مشابه با تغییراتی در وضع ذره نیستند. از لحاظ متناسب بودن با معکوس مجذور فاصله، وابستگی حتی یک وابستگی خطی هم نیست. و در زمان فاراده و مکسول، میدان متغیر نیروها، یا همان اندازه آنها اهمیت یافت که ذرات اتمی مادی اهمیت دارند. از دیدگاه دموکرتیوس، نه اتمها بلکه ذرات عنصری، اتمهای واقعی محسوب می شوند جز آنکه اینها نیز در معرض تغییر قرار می گیرند.
🔸بدین ترتیب وضع جالب توجهی داریم. یک فلسفه تغییر که هدف آن از میان بردن دشواری های فهم عقل تغییر بود. هزاران سال به علم خدمت کرد، ولی سرانجام توسعه و رشد خود علم جایگزین آن شد، و فلاسفه ای که منکر وجود مسائل فلسفی هستند، عملا از توجه به این واقعیت غافل می ماندند. نظریه دموکریتوس یک دستاورد شگفت انگیز بود، یک چهارچوب نظری برای بیان و توضیح اغلب خواص اختیاری (تجربی) شناخته شده ماده. مانند تراکم پذیری، درجه سختی، کشسانی، چگالی و انسجام و تلاشی و احتراق! جالبترین عنصر در نظریه دموکرتیوس آموزه وی درباره کوانتایی کردن مکان و زمان است.
🔹مبنی بر اینکه یک کوتاهترین فاصله و یک کوچکترین فاصله زمانی وجود دارد، (یعنی فاصله هایی در مکان و زمان وجود دارد). دموکرتیوس اعتقاد داشت که کوچکتر از طول و زمان فوق (کوانتایی) ممکن نیست. در حقیقت دموکریتوس با نظریه فواصل زمانی و مکان بطور تفصیلی جواب پارمنيدس و شاگردش زنون که مسائلی در این مورد مطرح کرده بودند، داده است. اهمیت نظریه دموکرتیوس فقط به عنوان توضیح از نموده‌ها نبود بلکه نخست این اصل روانشناختی را استقرار بخشید که یک نظریه استناجی و قیاسی یا توضیحی بایستی «نمودها را نجات دهد» یعنی با آزمایش توافق داشته باشد. دوم اینکه نشان داد که ممکن است یک نظریه حالت نظری و ذهنی داشته و مبتنی بر آن اصل اساسی (پارمنيدس) باشد که جهان بدان صورت که باید از اندیشه برهانی فهمیده شود با جهان دریافت شده با آزمایش نخستین نظر یعنی جهان بدان صورت که دیده و شنیده و بوییده و چشیده و بساویده می شود، اختلاف دارد. و اینکه با وجود اینچنین نظریه ذهنی و نظری می تواند این ملاک (اختیاری) تجربی را بپذیرد که مرئی است که درباره پذیرفتن یا رد کردن.
ادامه دارد....
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوآنتومی
📎 قسمت بیست و چهارم: ظهور مکانیک کوآنتومی و فیزیک جدید (۱)
🆔 @Physics3p
💢فیزیک کوانتوم ماکس پلانک(۱۹۴۷-۱۸۵۸)
🔹پلانک در حقیقت بنیان گذار تئوری کوانتوم می باشد. کلمه کوانتا(Quantum) در زبان لاتین به مفهوم بخش و کمیت و منفصل آمده است. بنیان گذار این فیزیک ماکس پلانک می باشد که در سال ۱۹۰۰ این تئوری را ارائه نمود. ضرورت ارائه این تئوری به جای تئوری نیوتنی را می توانیم در موارد زیر خلاصه نماییم: ١- نیوتن معتقد بود که انرژی به صورت ذره می باشد، ولی در اوایل قرن نوزدهم فرنل و فرنهو موجی بودن نور را ثابت نمودند که با تئوری هویگنس تطابق داشت. ۲- فیزیک کلاسیک در توضیح پدیده نوری(بازتاب - شکست -پراش - تداخل) بسیار موفق بود ولی این فیزیک قادر به توضیح پدیده فوتوالکتریک نبود. فرضيه فوتونی انیشتین ضربه دیگری بر پیکر تئوری نیوتنی بود. ٣- هیچ مدل اتمی در چهارچوب فیزیک کلاسیک قادر نبود دلیل آزاد شدن انرژی نهایی به وسیله اورانیوم - رادیوم و سایر عناصر رادیواکتیو را توجیه کند.
🔸۴- فیزیک نیوتنی معتقد بود که مواد متصل اند و انرژی به هر مقدار قابل تصوری میتواند به هم منتقل شود ولی در اواخر قرن نوزدهم هستی ملکول ها و فضای تهی بین آنها کشف شد و نشان داده شد که ملکول ها از یکدیگر جدا بوده و فقط خلاء بين آنها پیوسته است. مکانیک کلاسیک نه قادر بود علت نورافشانی اجسام گرم را بیان کند و نه قادر بود که بیناب (طیف نور) را توجیه نماید. فیزیک نیوتنی قادر نبود چگونگی رابطه میان انرژی گرمایی (نوری) تابیده شده از یک جسم داغ با فرکانس را توضیح دهد. بر اساس قوانین فیزیک کلاسیک، الکترون نباید در یک خط معين بلکه بایستی در باند پیوسته تابش نماید و طیف خورشید و الكترون نبایستی اختلاف داشته باشند در حالی که یک خط زرد مشاهده می گردد. ۵- ماکسول ثابت کرد که نور از پرتوهای الکترومنیتیک تشکیل یافته و انرژی تابشی آن باید از قوانین کلی امواج پیروی نماید. بنابراین انرژی نیز پیوسته بوده و همراه موج در حرکت است. هر میزان انرژی می تواند مصرف گردد به همان گونه که آب به طور پیوسته و بدون انفصال میتواند ظرفی را پر نماید.
🔹پلانک پیشنهاد کرد که انرژی مانند خود ماده ذره ای بوده و به شکل ناپیوسته توزیع می یابد و انتقال آن به مقدار متناهی می باشد. کشف بزرگ پلانک این بود که نشان داد که ذرات کوانتا برای انواع مختلف تابش تغییر کرده و هر اندازه طول موج وابسته کوچکتر باشد، ذره دارای انرژی بزرگتری می باشد. (E: انرژی، f: فرکانس، h: ضریب پلانک)
E= hf
h = 6.67x10^- 27
ضریب پلانگ و یا نور گسیل یافته از اتم ها فقط بر حسب مقادير معینی از انرژی می باشد. کوچکی ذره موجب می شود نور شمع یا خورشید شکل تابش یکنواخت جلوه نماید. چشم انسان مانند هر ابزار دیگری با کمی تاخیر کار می کند و امکان ندارد که بتواند وقایع را همزمان با وقوع آنها ثبت نماید.
🔸این خاصیت اینرسی مانند چشم است که سینما را ممکن می سازد (در گذشته آتش گردان را مثال می زدند). ما بر روی پرده یک سری وقایع پی در پی مشاهده کنیم در حالی که می دانیم تصاویر به قطعات مجزا تقسیم شده اند! ذرات انرژی که به وسیله چشمه های نور صادر می شوند با سرعت و به توانی می رسند و بنابراین چشم انسان پرتو پیوسته ای را احساس می کند. انیشتین نور را دارای خواص موجی و ذره‌ای می دانست و مسیر نور را فقط به صورت بسته های معینی از انرژی میدانست.
💢 مدل اتمی تامسون (۱۹۴۰-۱۸۵۶)
🔹در سال ۱۹۰۴ مدل اتمی تامسون بیان شد. در این مدل که اتم شبیه قرص نان کیکی از بار مثبت است که الکتریسیته منفي (الكترون) چون کشمش در آن پراکنده است، فرض شد که «سیال» مثبت با بارهای منفی اثر می کند و آنها را بر اثر نیروهای الکتریکی اتم نگه می دارد. این اولین تئوری برای توضیح پایداری اتم ها بوده است ولی این تئوری دشواری های فراوانی داشت تا اینکه در سال ۱۹۰۹ تا ۱۹۱۱ مدل اتمی رادرفورد (۱۹۳۷-۱۸۷۱) توانست توضیح دیگری درباره مدل اتم بدهد. در این مدل، هسته‌ی کوچک و سنگین با بار مثبت بود که بارهایی منفی آن را احاطه کردند. این مدل چگونگی رفتار اتمها و فهم خواص فیزیکی و شیمیایی عنصرها را توضیح می داد ولی در اساسی ترین سطح طبیعت هنوز رازهایی بسیار داشت.
🔸اشکال این مدل این بود که بر طبق مکانیک کلاسیک الکترون در نتیجه تابش، انرژی خود را از دست می دهد و در کمتر از میلیونیم ثانیه ساکن شده و بر روی هسته سقوط می کند! اتم در چنین شرایطی به زودی نابود خواهد شد و فقط بخشی از تئوری تایید میشد. معقول به نظر می رسید که درستی کل تئوری را موقتا ثابت شده بدانیم. پرسش هایی که از تئوری رادرفورد از ساختمان اتمی مطرح شد احتیاج به جواب داشت. نیلز بور توانست بخش زیادی از این سوالات را با تئوری خود حل نماید.
ادامه دارد....
📎 قسمت بیست و چهارم: ظهور مکانیک کوآنتومی و فیزیک جدید (۱)
🆔 @Physics3p
💢فیزیک کوانتوم ماکس پلانک(۱۹۴۷-۱۸۵۸)
🔹پلانک در حقیقت بنیان گذار تئوری کوانتوم می باشد. کلمه کوانتا(Quantum) در زبان لاتین به مفهوم بخش و کمیت و منفصل آمده است. بنیان گذار این فیزیک ماکس پلانک می باشد که در سال ۱۹۰۰ این تئوری را ارائه نمود. ضرورت ارائه این تئوری به جای تئوری نیوتنی را می توانیم در موارد زیر خلاصه نماییم: ١- نیوتن معتقد بود که انرژی به صورت ذره می باشد، ولی در اوایل قرن نوزدهم فرنل و فرنهو موجی بودن نور را ثابت نمودند که با تئوری هویگنس تطابق داشت. ۲- فیزیک کلاسیک در توضیح پدیده نوری(بازتاب - شکست -پراش - تداخل) بسیار موفق بود ولی این فیزیک قادر به توضیح پدیده فوتوالکتریک نبود. فرضيه فوتونی انیشتین ضربه دیگری بر پیکر تئوری نیوتنی بود. ٣- هیچ مدل اتمی در چهارچوب فیزیک کلاسیک قادر نبود دلیل آزاد شدن انرژی نهایی به وسیله اورانیوم - رادیوم و سایر عناصر رادیواکتیو را توجیه کند.
🔸۴- فیزیک نیوتنی معتقد بود که مواد متصل اند و انرژی به هر مقدار قابل تصوری میتواند به هم منتقل شود ولی در اواخر قرن نوزدهم هستی ملکول ها و فضای تهی بین آنها کشف شد و نشان داده شد که ملکول ها از یکدیگر جدا بوده و فقط خلاء بين آنها پیوسته است. مکانیک کلاسیک نه قادر بود علت نورافشانی اجسام گرم را بیان کند و نه قادر بود که بیناب (طیف نور) را توجیه نماید. فیزیک نیوتنی قادر نبود چگونگی رابطه میان انرژی گرمایی (نوری) تابیده شده از یک جسم داغ با فرکانس را توضیح دهد. بر اساس قوانین فیزیک کلاسیک، الکترون نباید در یک خط معين بلکه بایستی در باند پیوسته تابش نماید و طیف خورشید و الكترون نبایستی اختلاف داشته باشند در حالی که یک خط زرد مشاهده می گردد. ۵- ماکسول ثابت کرد که نور از پرتوهای الکترومنیتیک تشکیل یافته و انرژی تابشی آن باید از قوانین کلی امواج پیروی نماید. بنابراین انرژی نیز پیوسته بوده و همراه موج در حرکت است. هر میزان انرژی می تواند مصرف گردد به همان گونه که آب به طور پیوسته و بدون انفصال میتواند ظرفی را پر نماید.
🔹پلانک پیشنهاد کرد که انرژی مانند خود ماده ذره ای بوده و به شکل ناپیوسته توزیع می یابد و انتقال آن به مقدار متناهی می باشد. کشف بزرگ پلانک این بود که نشان داد که ذرات کوانتا برای انواع مختلف تابش تغییر کرده و هر اندازه طول موج وابسته کوچکتر باشد، ذره دارای انرژی بزرگتری می باشد. (E: انرژی، f: فرکانس، h: ضریب پلانک)
E= hf
h = 6.67x10^- 27
ضریب پلانگ و یا نور گسیل یافته از اتم ها فقط بر حسب مقادير معینی از انرژی می باشد. کوچکی ذره موجب می شود نور شمع یا خورشید شکل تابش یکنواخت جلوه نماید. چشم انسان مانند هر ابزار دیگری با کمی تاخیر کار می کند و امکان ندارد که بتواند وقایع را همزمان با وقوع آنها ثبت نماید.
🔸این خاصیت اینرسی مانند چشم است که سینما را ممکن می سازد (در گذشته آتش گردان را مثال می زدند). ما بر روی پرده یک سری وقایع پی در پی مشاهده کنیم در حالی که می دانیم تصاویر به قطعات مجزا تقسیم شده اند! ذرات انرژی که به وسیله چشمه های نور صادر می شوند با سرعت و به توانی می رسند و بنابراین چشم انسان پرتو پیوسته ای را احساس می کند. انیشتین نور را دارای خواص موجی و ذره‌ای می دانست و مسیر نور را فقط به صورت بسته های معینی از انرژی میدانست.
💢 مدل اتمی تامسون (۱۹۴۰-۱۸۵۶)
🔹در سال ۱۹۰۴ مدل اتمی تامسون بیان شد. در این مدل که اتم شبیه قرص نان کیکی از بار مثبت است که الکتریسیته منفي (الكترون) چون کشمش در آن پراکنده است، فرض شد که «سیال» مثبت با بارهای منفی اثر می کند و آنها را بر اثر نیروهای الکتریکی اتم نگه می دارد. این اولین تئوری برای توضیح پایداری اتم ها بوده است ولی این تئوری دشواری های فراوانی داشت تا اینکه در سال ۱۹۰۹ تا ۱۹۱۱ مدل اتمی رادرفورد (۱۹۳۷-۱۸۷۱) توانست توضیح دیگری درباره مدل اتم بدهد. در این مدل، هسته‌ی کوچک و سنگین با بار مثبت بود که بارهایی منفی آن را احاطه کردند. این مدل چگونگی رفتار اتمها و فهم خواص فیزیکی و شیمیایی عنصرها را توضیح می داد ولی در اساسی ترین سطح طبیعت هنوز رازهایی بسیار داشت.
🔸اشکال این مدل این بود که بر طبق مکانیک کلاسیک الکترون در نتیجه تابش، انرژی خود را از دست می دهد و در کمتر از میلیونیم ثانیه ساکن شده و بر روی هسته سقوط می کند! اتم در چنین شرایطی به زودی نابود خواهد شد و فقط بخشی از تئوری تایید میشد. معقول به نظر می رسید که درستی کل تئوری را موقتا ثابت شده بدانیم. پرسش هایی که از تئوری رادرفورد از ساختمان اتمی مطرح شد احتیاج به جواب داشت. نیلز بور توانست بخش زیادی از این سوالات را با تئوری خود حل نماید.
ادامه دارد....
👍1
📚 تاریخچه فیزیک، از ارسطو تا مکانیک کوانتومی
📎 قسمت بیست و پنجم: ظهور مکانیک کوآنتومی و فیزیک جدید (۲)
🆔 @Physics3p
💢 نیلز بور (۱۹۶۲-۱۸۸۵)
🔹اولین سوالی که برای نیلز بور مطرح بود این بود که چه چیزی مانع سقوط الكترون به هسته می شود. او گفت اگر در مدل رادرفورد یعنی الکترون به دور هسته مانند زمین به دور خورشید می گردد، به جای نیروی جاذبه هسته، نیروی حاصل را نیروی الکتریکی بدانیم که یک نیروی مرکزگرا بوده و مانع سقوط الكترون به هسته شود، ولی مطابق تئوری ماکسول یک ذره وقتی دارای شتاب شود انرژی می تاباند. الكترونی که به دور هسته می گردد در هر لحظه دارای شتاب می شود و الكترون با گسیل تابش، انرژی از دست داده و باید به هسته نزدیک شود، در حقیقت الكترونی که انرژی گسیل می کند در فاصله کوتاهی باید به هسته برسد. بنابراین مطابق فیزیک کلاسیک - مکانیک و الکترومغناطیس - یک اتم سیاره ای، بیش از کسر بسیار کوچکی از یک ثانیه پایدار می ماند. بور فیزیکدان دانمارکی که تازه درجه دکتری خود را دریافت کرده بود، در سال های ۱۹۱۲ و ۱۹۱۳ موفق به پرداختن این تئوری شد.
🔸این تئوری ادامه تئوری پلانک بوده که نور گسیل یافته از اتمها فقط بر حسب مقادير معینی از انرژی است، آغاز شد و با این اندیشه انیشتین که مسیر نور فقط به صورت معینی از انرژی است ادامه یافت. سرانجام این اندیشه بور که اتمها فقط در حالت های انرژی معینی وجود دارند گسترش بیشتری پیدا کرد. به طور خلاصه تئوری بور را به این صورت می توان گفت: ١- ذرات باردار حتی در حرکت شتابدار در حالت هایی فاقد نشر تابشی هستند که به این حالتها، حالت های مانای اتم گویند(حالت مانای اتم که در آن هیچ گونه نشر تابشی صورت نمی گیرد). ۲- هرگونه گسیل یا جذب تابش، خواه به صورت نور مرئی یا دیگر تابش های الکترومغناطیسی، با یک انتقال ناگهانی میان دو حالت مانا همراه است که با فرمول E1-E2=hf انرژی اتم در حالتهای مانای آغازی و مانای پایانی و h ثابت پلانک و f فرکانس است.
🔹مطابق این تئوری گسیل و جذب نور همراه با انتقال الکترون از یک مدار مجاز به مدار مجاز دیگر خواهد بود. بور با این دو اصل توانست نه تنها شعاع هر مدار مجاز، بلکه انرژی کل الکترون در هر مدار یعنی انرژی حالت مانا را حساب کند. برجسته ترین موفقیت بور این بود که توانست برای تمامی خطوط نشری (و جذبی) در طیف هیدروژن مورد استفاده قرار گیرد. زمانی که تئوری بور در سال ۱۹۱۳ مطرح شد، خط نشری برای هیدروژن معلوم بود ولی پژوهشها در بخش فرابنفش ۱۹۱۶- سری براکت(۱۹۲۲) و سری پوفند(۱۹۲۴) درستی فرکانس های اندازه گیری شده در تئوری بور را تایید نمود.
🔸آزمایشی که در سال ۱۹۱۴ توسط فیزیک دان آلمانی جیمز فرانگ و گوستاهرتز صورت گرفت، وجود این حالت های انرژی ناپیوسته (تئوری بور) را نشان داد. بور توانست با ادامه کار خود تا سال ۱۹۲۱ جدول تناوبی عناصر ارائه نماید که حاصل یک تئوری فیزیکی بود که در فهم بنیادی علم شیمی موثر بود. اگرچه تئوری بور از سال ۱۹۱۳ تا ۱۹۲۴ موفقیت هایی داشته است که از جمله در مورد طیف اتم هایی را که یک الکترون در بیرونی ترین پوسته خود داشت بسیار خوب توجیه می شد ولی در مورد اتم هایی که دو یا چند الکترون در بیرونی ترین پوسته خود داشتند میان تئوری و آزمایش مغایرت های جدی بروز کرده بود در این صورت می باید یا در این تئوری تجدیدنظر شود یا یک تئوری بهتر جایگزین آن گردد. موفقیتهای تئوری بور نشان داد که تئوری جدید باید بر مبنای حالت های مانا (ترازهای انرژی ناپیوسته) و بنابراین بر پایه مفاهیم کوانتومی استوار باشد.
🔹یکی از جالب ترین جنبه های کار بور، اثبات این امر بود که خواص فیزیکی و شیمیایی ماده را در نقش اساسی اعداد صحيح(اعداد کوآنتومی اصلی) میتوان ردیابی کرد. همچنان که خود بور می گوید حل یکی از جسورانه ترین رویاهای علوم طبیعی بناکردن فهمی است از قواعد و نظامات طبیعت با توجه به اعداد محض. از این عبارت پژواک آرمانهای فیثاغورث، افلاطون، کپلر و گالیله را می توان شنید. از سال های دهه ۱۹۲۰ تئوری موفقی از ساختمان اتمی به وجود آمده است و همه فیزیکدانان آن را پذیرفته اند. این تئوری بخشی از مکانیک کوانتومی است. به عقیده بور، هیچ پدیده اتمی به تنهایی و مستقل از ناظر، واقعیت ندارد و بر خلاف فیزیک کلاسیک در حوزه اتمی جدا کردن کامل شیء مورد مطالعه از وسیله آزمایش میسر نیست و باید کل آنها را در نظر گرفت تنها چیزی که معنی دارد، توصیف ریاضی مشاهدات و رابطه میان آنهاست.
ادامه دارد....
📎 قسمت بیست و پنجم: ظهور مکانیک کوآنتومی و فیزیک جدید (۲)
🆔 @Physics3p
💢 نیلز بور (۱۹۶۲-۱۸۸۵)
🔹اولین سوالی که برای نیلز بور مطرح بود این بود که چه چیزی مانع سقوط الكترون به هسته می شود. او گفت اگر در مدل رادرفورد یعنی الکترون به دور هسته مانند زمین به دور خورشید می گردد، به جای نیروی جاذبه هسته، نیروی حاصل را نیروی الکتریکی بدانیم که یک نیروی مرکزگرا بوده و مانع سقوط الكترون به هسته شود، ولی مطابق تئوری ماکسول یک ذره وقتی دارای شتاب شود انرژی می تاباند. الكترونی که به دور هسته می گردد در هر لحظه دارای شتاب می شود و الكترون با گسیل تابش، انرژی از دست داده و باید به هسته نزدیک شود، در حقیقت الكترونی که انرژی گسیل می کند در فاصله کوتاهی باید به هسته برسد. بنابراین مطابق فیزیک کلاسیک - مکانیک و الکترومغناطیس - یک اتم سیاره ای، بیش از کسر بسیار کوچکی از یک ثانیه پایدار می ماند. بور فیزیکدان دانمارکی که تازه درجه دکتری خود را دریافت کرده بود، در سال های ۱۹۱۲ و ۱۹۱۳ موفق به پرداختن این تئوری شد.
🔸این تئوری ادامه تئوری پلانک بوده که نور گسیل یافته از اتمها فقط بر حسب مقادير معینی از انرژی است، آغاز شد و با این اندیشه انیشتین که مسیر نور فقط به صورت معینی از انرژی است ادامه یافت. سرانجام این اندیشه بور که اتمها فقط در حالت های انرژی معینی وجود دارند گسترش بیشتری پیدا کرد. به طور خلاصه تئوری بور را به این صورت می توان گفت: ١- ذرات باردار حتی در حرکت شتابدار در حالت هایی فاقد نشر تابشی هستند که به این حالتها، حالت های مانای اتم گویند(حالت مانای اتم که در آن هیچ گونه نشر تابشی صورت نمی گیرد). ۲- هرگونه گسیل یا جذب تابش، خواه به صورت نور مرئی یا دیگر تابش های الکترومغناطیسی، با یک انتقال ناگهانی میان دو حالت مانا همراه است که با فرمول E1-E2=hf انرژی اتم در حالتهای مانای آغازی و مانای پایانی و h ثابت پلانک و f فرکانس است.
🔹مطابق این تئوری گسیل و جذب نور همراه با انتقال الکترون از یک مدار مجاز به مدار مجاز دیگر خواهد بود. بور با این دو اصل توانست نه تنها شعاع هر مدار مجاز، بلکه انرژی کل الکترون در هر مدار یعنی انرژی حالت مانا را حساب کند. برجسته ترین موفقیت بور این بود که توانست برای تمامی خطوط نشری (و جذبی) در طیف هیدروژن مورد استفاده قرار گیرد. زمانی که تئوری بور در سال ۱۹۱۳ مطرح شد، خط نشری برای هیدروژن معلوم بود ولی پژوهشها در بخش فرابنفش ۱۹۱۶- سری براکت(۱۹۲۲) و سری پوفند(۱۹۲۴) درستی فرکانس های اندازه گیری شده در تئوری بور را تایید نمود.
🔸آزمایشی که در سال ۱۹۱۴ توسط فیزیک دان آلمانی جیمز فرانگ و گوستاهرتز صورت گرفت، وجود این حالت های انرژی ناپیوسته (تئوری بور) را نشان داد. بور توانست با ادامه کار خود تا سال ۱۹۲۱ جدول تناوبی عناصر ارائه نماید که حاصل یک تئوری فیزیکی بود که در فهم بنیادی علم شیمی موثر بود. اگرچه تئوری بور از سال ۱۹۱۳ تا ۱۹۲۴ موفقیت هایی داشته است که از جمله در مورد طیف اتم هایی را که یک الکترون در بیرونی ترین پوسته خود داشت بسیار خوب توجیه می شد ولی در مورد اتم هایی که دو یا چند الکترون در بیرونی ترین پوسته خود داشتند میان تئوری و آزمایش مغایرت های جدی بروز کرده بود در این صورت می باید یا در این تئوری تجدیدنظر شود یا یک تئوری بهتر جایگزین آن گردد. موفقیتهای تئوری بور نشان داد که تئوری جدید باید بر مبنای حالت های مانا (ترازهای انرژی ناپیوسته) و بنابراین بر پایه مفاهیم کوانتومی استوار باشد.
🔹یکی از جالب ترین جنبه های کار بور، اثبات این امر بود که خواص فیزیکی و شیمیایی ماده را در نقش اساسی اعداد صحيح(اعداد کوآنتومی اصلی) میتوان ردیابی کرد. همچنان که خود بور می گوید حل یکی از جسورانه ترین رویاهای علوم طبیعی بناکردن فهمی است از قواعد و نظامات طبیعت با توجه به اعداد محض. از این عبارت پژواک آرمانهای فیثاغورث، افلاطون، کپلر و گالیله را می توان شنید. از سال های دهه ۱۹۲۰ تئوری موفقی از ساختمان اتمی به وجود آمده است و همه فیزیکدانان آن را پذیرفته اند. این تئوری بخشی از مکانیک کوانتومی است. به عقیده بور، هیچ پدیده اتمی به تنهایی و مستقل از ناظر، واقعیت ندارد و بر خلاف فیزیک کلاسیک در حوزه اتمی جدا کردن کامل شیء مورد مطالعه از وسیله آزمایش میسر نیست و باید کل آنها را در نظر گرفت تنها چیزی که معنی دارد، توصیف ریاضی مشاهدات و رابطه میان آنهاست.
ادامه دارد....
👍1
Zaman 2_mixdown
<unknown>
💢 زمان و ابعاد هستی - قسمت دوم
🆔 @Physics3p
ایدی اینستاگرام سازنده پادکست:
Manihuppa_1995
تلگرام:
@ManiRe
🆔 @Physics3p
ایدی اینستاگرام سازنده پادکست:
Manihuppa_1995
تلگرام:
@ManiRe
علم نخواهد توانست پرده از راز نهایی طبیعت بگشاید، زیرا در آخرین تحلیل، خود ما نیز بخشی از معمایی خواهیم بود که سعی در حل کردن آن داریم.
ماکس پلانک - فیزیکدان سرشناس قرن بیستم
🆔 @Physics3p
ماکس پلانک - فیزیکدان سرشناس قرن بیستم
🆔 @Physics3p