امواج گرانشی (VMR-PCR)

"بسم الله الرحمن الرحیم"

امواج گرانشی در VMR-PCR

امواج گرانشی (Gravitational waves) اولین بار توسط اینشتین در نسبیت عام مطرح شد و به عنوان یکی از نتایج خمیدگی فضا-زمان شناخته شده است.

این امواج نباید با امواج گرانش (Gravity waves) در فیزیک کلاسیک اشتباه گرفته شود.

اینشتین پیش بینی می کرد که در نقاطی از فضا که اجرام بسیار بزرگی تشکیل شده باید نشانه ها گرانش را به شکل انرژی نیز مشاهده کنیم. (در قالب موج).

سال ها هاوکینگ با تحقیقات امواجی در سیاه چاله را کشف کرد که ویژگی هایی مطابق با امواج گرانشی نداشت بنابراین آنها را مستقلا تشعشات هاوکینگ (Hawking radiations) نامید.

اثری که امواج گرانشی بر اجرام می گذارند تا به حال به صورت مستقیم مشاهده نشده است اما پیش بینی می شود که تغییر اندازه و شکل اجرام بزرگ در رصد به دلیل گذشت این امواج از مقابل آنها با سرعت نور باشد.

اما در حال حتی برای توده ای از گاز نیز باید چنین حالتی رخ دهد.

گرچه اینشتین می گفت این اثر بیشتر در اجسام با جرم بالا دیده می شود اما توده ای از گاز نیز به مقدار خود باید مقدار کمی امواج گرانشی تولید کند و چنین تغییراتی در رصد برای آنها (هرچند کوچک) نیز مشاهده شود.

برای اینکه اثر این امواج را بیشتر درک کنید دایره ای را فرض کنید که با گذشت زمان به بیضی تبدیل می شود و دوباره دایره می شود.

جالب تر اینکه همچنین حالتی در رصد خورشید و دیگر اجرام نزدیک به ما پیش نیامده!

همانطور که گفتیم خورشید هم باید در حد امواج گرانشی تولید کند و ما اثرات آن را ببینیم.

اما دانشمندان دلیل آن را نوسانات کم موجی پیش بینی می کنند. ( در دید VMR-PCR این مقدار کم مربوط به فاصله ی کم میان زمین و خورشید است نه جرم کم خورشید).

VMR-PCR در کل چنین فرضی را مردود می داند و اعتقاد دارد چنین تغییراتی به دلیل گذر نور ارسالی از مناطق مختلف دنیاست. همانطور که در بخش آنتروپی دنیا و شتاب زمان بیان کردیم هرچه به مرکز دنیا نزدیک تر بشویم زمان با سرعت کمتری می گذرد و به همین دلیل آنتروپی نقاط داخلی کمتر شده و باعث اجتماع بیشتر اجرام در آن نواحی می شود.

"شکل (11.1): مدل زمانی VMR-PCR برای دنیا"

پس این اثر از جرم زیاد اجسام نیست بلکه نوری که از سمت آنها به ما می رسد از مراحل زمانی مختلفی عبور کرده و به نوعی دارای تابع سینوسی (یا همان کسینوسی) شده است:

"شکل (11.2): بردار تغییر حالت در رصد اجرام سماوی با جرم زیاد"

اما امواج گرانشی در محاسبات اینشتین جواب خوبی داشتند. پس چرا وجود ندارند؟

در دیدگاه VMR-PCR این امواج وجود دارند اما نه با خاصیتی که به آنها داده شده.

در واقع از دید این تئوری این امواج همان تاکیون های اپسیلون هستند که طبق فرمول بیان شده در بخش اول (ثابت هم ارزی در جرم جسم) با زیاد شدن جرم مقدار آنها نیز زیاد می شود.

اما تفاوت آنها با امواج چیست و چه نقش دیگری بازی می کنند؟ آیا قابل رویت هستند؟

این تاکیون ها از آنجا که به طور خالص از انرژی هستند تماما دارای خاصیت موجی می باشند.

همانطور که در بخش های گذشته هم بررسی کردیم این ذرات باید سرعت زیادی داشته باشند (احتمالا C²). اگر سرعت آنها C² باشد آنگاه نمی توان به هیچ وجه آنها را بررسی کرد زیرا همانطور که مدل دینامیک VMR-PCR بیان می کند اگر جسمی به این سرعت برسد فضا دیگر آن را تحمل نخواهد کرد و زمان نیز به همین دلیل تاثیری بر آن نخواهد داشت. (اصطلاحا فضا و زمان هر دو شکسته می شوند).

این باعث می شود که این تاکیون ها در یک لحظه هم در نقطه ی A و هم در نقطه ی B باشند. (اصلا تابع خواص حرکتی نباشند).

همچنین در مدل گفتیم که گرانش در محیطی به نام محیط دوگانه ی انتشار اثر می کند که این محیط تنها در سرعت C تعریف می شود. بنابراین گرانش اصلا به این تاکیون ها نمی رسد که آنها را جذب کند.

اما در هر حالت توسط پرتوهای چرنکوف در دنباله ی خودشان قابل رصد هستند.

حال اگر چنین سرعتی نداشته باشند پس حتما دارای کمی جرم در خود هستند و نمی توانند از اجرام بگذرند و به ناچار تجزیه می شوند. اگر مقدار امواج پرقدرت دریافتی از اجرام (مربوط به پدیده های دیگر نباشد) دارای نوسان باشد و کم و زیاد شود این بدین معنا خواهد بود که این تاکیون ها در سرعت نهایت نیستند.

اما چنین فرضی احتمال بسیار کمی دارد زیرا در این صورت اصل پایستگی از بین می رود. (خلا باید پیوسته نیرو تولید کند).

تمامی این موارد هنگامی است که جرم همانند یک سیاه چاله ثابت باشد.

اگر جرمی در حال حرکت باشد تولید چنین تاکیون هایی به نحو دیگری خواهد بود.

در صورتیکه جرم در حال حرکت باشد طبق معادله ی هم ارز نیرو و انرژی جرم ابتدا به نیرو و آنگاه نیرو به انرژی تبدیل می شود.

این در حالی است که دیگر تاکیون اپسیلونی تولید نمی شود و تنها این تبدیل پارامترها است که در بازه ی تاکیونی انجام می گیرد.

(با سرعتی بیش از سرعت نور به هم تبدیل می شوند).

"شکل (11.3): تصاویر دریافتی از سحابی ساعت شنی که دارای نوسان موجی در رصد است"

اما چه عواملی باعث شد تا تشعشعات هاوکینگ به عنوان امواج گرانشی معرفی نشوند؟

از عوامل اصلی این بود که بعد از مدتی دانشمندان دریافتند این تشعشعات مربوط به گرما و ترمودینامیک سیاه چاله ها می شوند و از نتایج اثرات کوانتومی (در مکانیک کوانتومی) هستند.

دانشمندان ابتدا تبخیر سیاه چاله ها (که بیشتر از اینکه جرم بگیرند جرم تبخیر می کنند) را با نوسانات موجی در رصد اشتباه گرفتند اما بعد از مدتی و با ناپدید شدن یک سیاه چاله به این نتیجه رسیدند که این تشعشعات همان انرژی های آزاد شده از تبخیر جرم در سیاه چاله هستند.

پس چرا این امواج به طور منظمی نوسان می کنند؟

همانطور که بیان کردیم این تئوری دلیل این نوسانات را گذر نور رصدی از مراحل مختلف زمانی می داند.

این مراحل در دنیا منظم هستند اما دارای بازه ی خاصی نیستند.

البته به وسیله ی امواج دریافتی می توان دریافت که این مراحل به صورت لایه لایه (طبقاتی) هستند که چنین نوسانات منظمی را ایجاد می کنند. در واقع در مرز هر مرحله ی زمانی نور نوسان بیشتر پیدا می کند.

اما پایگاه هایی هم که برای ردگیری این امواج شروع به کار کرده اند تا به حال امواج مشخصی از این نوع را دریافت نکرده اند و هنوز هیچ چیز به طور قطعی دیده و اثبات نشده است.

"با تشکر"

علیرضا یعقوبی

22-02-2007

عکس مقاله از:ecplanet

References:

1. Thorne, Kip (April 1980). "Multipole expansions of gravitational radiation". Reviews of Modern Physics 52.

2. C.W. Misner, K.S. Thorne, and J.A. Wheeler (1973). Gravitation. W.H. Freeman and Co..

3. Chakrabarty, Indrajit, "Gravitational Waves: An Introduction". arXiv:physics/9908041 v1, Aug 21, 1999.

4. A. Ashtekar, J. Baez, A. Corichi and K. Krasnov, Quantum geometry and black hole entropy, Phys. Rev. Lett. 80, 904 (1998) introduces the geometrical quantization of an isolated horizon.

5. M. H. Ansari, Spectroscopy of a canonically quantized horizon introduces deviations from hawking radiation in loop quantum gravity.

1) Publishing this article or an abstract of that is only permitted by mentioning the name of author (Alireza Yaghoubi).

2) Any technological usage of this theory is only permitted by asking the author (Alireza Yaghoubi) personally. For more information send your request to [email protected].

3) This theory is not completely proven. Please do not publish this article in applied physics sections.

4) Your comments and suggestions are highly appreciated and respected. Contact us and we will concern. E-mail: [email protected]. Thank you!

5) This theory is a Modern Physics A theory (encompasses Quantum Cosmology – Astrophysics – gravity and magnetic fields and particles). Please do not publish this theory in unrelated journals.

VMR-PCR

“The dawn of truth”