نقض بقای انرژی ؛ سرنخ جدیدی برای توضیح ماده تاریک


نقض بقای انرژی ؛ سرنخ جدیدی برای توضیح ماده تاریک

نوشتهاز سوی stanly در يكشنبه 17 بهمن 1395 - 17:47

نقض بقای انرژی ؛ سرنخ جدیدی برای توضیح ماده تاریک و ثابت کیهان شناسی!؟




فیزیکدانان دانشگاه مکزیک در جدیدترین پژوهش خود، نشان داده اند نقض بقای انرژی در جهان اولیه (جهان، لحظاتی پس از بیگ بنگ)، می تواند معمای ثابت کیهان شناسی و ماده تاریک را توضیح دهد، این چیزی است که نظریات اصلاح شده مکانیک کوانتومی و گرانش کوانتومی، نیز پیش بینی کرده بودند. ثابت کیهان شناسی، به عنوان بدترین پیش بینی تاریخ فیزیک، شناخته می شود. نتایج این پژوهش، چند روز پیش در ژورنال Physical Review Letters منتشر شد. با دیپ لوک همراه باشید…

دستاورد اصلی این پژوهش، ارتباط غیرمنتظره دو مسئله کاملا جدا، یعنی انبساط شتابدار جهان و فیزیک کوانتومی بود. این پژوهش، از زاویه ی تازه ای به مسئله ثابت کیهان شناسی نگاه می کند. وقتی اینشتین، نظریه نسبیت عام را معرفی کرد، تصور همگان بر این بود که جهان، ایستاست؛ اما نسبیت عام، پیش بینی می کرد که جهان در حال انبساط است. به همین دلیل، در سال ۱۹۱۷ اینشتین برای رفع این مشکل، مفهوم ثابت کیهان شناسی را به نسبیت عام اضافه کرد. اما بعدها معلوم شد که جهان در حال انبساط است و بنابراین نیازی به اصلاح نسبیت عام و وارد کردن ثابت کیهان شناسی نبود. بعدها اینشتین، معرفی ثابت کیهان شناسی را بزرگترین اشتباه زندگی اش نامید. اما حالا که مشاهدات تازه، انبساط شتابنده جهان را تایید می کنند، می توان ثابت کیهان شناسی را به عنوان ساده ترین شکل انرژی تاریک، درنظر گرفت و به کمک آن، مشاهدات امروزی را توجیه کرد. این در حالیست که اختلاف زیادی، بین مقدار نظری و مقدار مشاهده شده ثابت کیهانی وجود دارد. برای توضیح این اختلاف، دو احتمال وجود دارد: ۱- ثابت کیهانی، یک ثابت کاملا جدید است که باید بسیار دقیق تر، اندازه گیری شود ۲- نظریه پیشنهاد شده، نادرست است. پژوهش جدید، احتمال دوم را محتمل تر می داند، یعنی دانشمندان براین باورند که ما هنوز به طور کامل، ریشه ی ثابت کیهانی را درک نکرده ایم.

اجازه دهید ببینیم دانشمندان این احتمال را چگونه توضیح می دهند. ایده اصلی، این است که نقض بقای انرژی در جهان اولیه، به قدری کوچک بوده که اثر ناچیز و قابل چشم پوشی در مقیاس محلی داشته و به همین دلیل است که در آزمایش های جدید، نمی توانیم به آن دست یابیم؛ اما از طرفی، ممکن است این نقض در مقدار کنونی ثابت کیهانی، سهم بزرگی داشته باشد.

بیشتر افراد، فکر می کنند نقض بقای انرژی ، تمام چیزهایی را که در مورد بنیادی ترین قوانین فیزیک آموخته اند، نقض می کند؛ اما واقعیت این است که در مقیاس کیهانی، قانون بقای انرژی، به اندازه مقیاس های کوچکتر، محکم و پایدار نیست. در این پژوهش، فیزیکدانان، دو رویکردی که به طور طبیعی نقض بقای انرژی را بدست می دهند، بررسی کردند. در اولین رویکرد، دانشمندان می خواهند نظریه کوانتومی که قبلا برای بررسی پدیده هایی مانند خلق و تبخیر سیاه چاله ها و یا تفسیر تقلیل تابع موج، پیشنهاد شده بود را اصلاح کنند. در چنین مواردی، انرژی متناسب با جرم شی تقلیل یافته، خلق می شود. رویکردهای گرانش کوانتومی، فضا-زمان را به صورت دانه های ریز ناشی از حد بنیادی طول، یعنی همان طول پلانک، درنظر می گیرند. این گسسته درنظر گرفتن فضا-زمان می تواند منجر به افزایش یا کاهش انرژی در جهان اولیه شود و در نتیجه باعث ظهور ثابت کیهان شناسی شود. چنین حالتی در جهان اولیه و وقتی فوتون ها از الکترون ها، جدا شدند، ممکن است رخ داده باشد.

پیشنهاد دانشمندان، مبتنی بر یکی از نظریه های اصلاح یافته نسبیت عام، یعنی گرانش تک مدوله است. این نظریه اصلاح یافته برای نخستین بار توسط اینشتین در سال ۱۹۱۹ پیشنهاد شد. انرژی اجزای مادی می تواند به میدان گرانشی داده شود. این نابودی انرژی به صورت ثابت کیهان شناسی، بروز یافته و با انبساط بیشتر جهان، کاهش نمی یابد. بنابراین نابودی یا خلق اندک انرژی در گذشته، تاثیر مهمی بر مقیاس کیهانی امروز خواهد گذاشت. پس مهم نیست منبع نقض انرژی، چه باشد، مهم این است وقتی انرژی، خلق یا نابود شود، با گذشت زمان، ثابت کیهانی را با ابعاد بزرگ و بزرگتر، تحت تاثیر قرار خواهد داد. این در حالیست که چنین اثراتی روی جرم، با گذشت زمان کاهش خواهد یافت، زیرا با گذشت زمان، جهان بسط می یابد. دومین رویکرد، جایی است که ثابت جهانی را به عنوان انرژی ضدبقا در تاریخ جهان، درنظر بگیریم. در حال حاضر، نمی توانیم بگوییم آیا نقض بقای انرژی، واقعا ثابت کیهان شناسی را تحت تاثیر قرار می دهد یا نه؛ اما فیزیکدانان قصد دارند در آینده این کار را انجام دهند. آنها می گویند:

پیشنهاد ما، بسیار عام است. انتظار می رود هر نقض بقای انرژی در یک ثابت کیهان شناسی موثر (effective cosmological constant)، سهم داشته باشد. چنین نگرشی می تواند منجر به تعریف محدودیت های جدیدی برای مدل های پدیدارشناسی ماورای مکانیک کوانتومی استاندارد شود.



http://www.deeplook.ir/%D9%86%D9%82%D8% ... %98%DB%8C/
نماد کاربر
 
سپـاس : 192

ارسـال : 343


نام: م.گ
سن: 16 سال
شهر: کی اف
نام نویسی: 94/10/25

مرد

بازگشت به مقالات كاربران

چه کسی هم اکنون اینجاست ؟

کاربرانی که در این تالار هستند: بدون کاربران عضو شده و 9 مهمان