مشاوره رایگان تحصیلی
منو

پایان فیزیک - بخش نهم

: پايان فيزيك - بخش نهم :

پايان فيزيك - بخش نهم

برگرفته از كتاب Stephen Hawking - The story of his life and work نوشته Kitty Ferguson

تصوري از جهان ما

با كشيده شدن حفاظي بر افق رويداد، ستاره در تنهايي كامل قرار مي‌گيرد. هر نوري كه بتابد به داخل كشيده مي‌شود. پن‌روز مي‌خواست بداند كه آيا ستاره به رمبيدن خود ادامه خواهد داد، يا اينكه رويداد ديگري در انتظار ستاره خواهد بود؟

او كشف كرد كه در ستاره‌اي كه به شرحي كه رفت، رمبيده مي‌شود، همه ماده آن با نيروي گراني خودش، در داخل سطح آن به دام مي‌افتد. حتي اگر رمبش كاملاً كروي و هموار نباشد، ستاره به رُمبيده شدن ادامه مي‌دهد. سرانجام، اين سطح، با همه ماده‌اي كه هنوز در آن محبوس است، آنقدر منقبض مي‌شود تا به صفر برسد. در اين صورت، ستاره عضيم مورد بحث ما، با جرمي ده برابر جرم خورشيدي، پس از رمبش به ناحيه‌اي به شعاع 30 كيلومتر كه افق رويداد آن است محدود نمي‌شود، بلكه شعاع نهايي و نيز حجم آن به صفر مي‌رسد. رياضي‌دانان اين مرحله را تكينگي مي‌نامند. در چنين تكينگي، چگالي ماده، به بي‌نهايت مي‌رسد. خميدگي فضا ـ زمان، بي‌نهايت مي‌شود، و پرتوهاي نور تنها در اطراف پيچيده نمي‌شوند، بلكه به طوري بي‌نهايت فشرده، به هم مي‌پيچند. نسبيت عام، وجود تكينگي‌ها را پيشگويي مي‌كند ولي در اوايل دهه 1960 كمتر كسي اين پيشگويي را جدي مي‌گرفت. فيزيكدانان فكر مي‌كردند كه يك ستاره اگر جرمي به اندازه كافي بزرگ داشته باشد و تحت نيروي گرانش رمبيده شود، ممكن است يك تكينگي به وجود آورد. پن‌روز نشان داد كه اگر جهان از نسبيت عام اينشتين پيروي كند، بايد اين تكينگي به وجود آيد.

در گذشته ما يك تكينگي وجود دارد

ايده پن‌روز، آنش به ذهن هاوكينگ انداخت. هاوكينگ متوجه شده كه اگر جهت زمان را معكوس كند، به طوري كه رُمبش به انبساط تبديل شود، همه چيز در نظريه پن‌روز به جاي خود باقي مي‌ماند. اگر نسبيت عام به ما مي‌گويد هر ستاره‌اي كه فراسوي نقطه معيني مي‌رُمبد، بايد به يك تكينگي ختم شود، در اين صورت نيز مي‌گويد كه هر جهان در حال انبساط بايد از يك تكينگي آغاز شده باشد. هاوكينگ دريافت كه اگر اين نتيجه‌گيري درست باشد، بايد جهان از مدلي كه دانشمندان آن را مدل فريدمان مي‌نامند، پيروي كند. مدل جهان فريدمان چيست؟ تا زماني كه هابل ثابت كرد جهان در حال انبساط است، اعتقاد به جهان ايستا (جهاني كه اندازه آن تغيير نكند)، خيلي شديد بود. زماني كه اينشتين، در سال 1915 نظريه نسبيت عام را ارائه كرد، اين نظريه انبساط جهان را پيشگويي مي‌كرد. اما، اينشتين آنقدر از غير واقعي بودن اين نتيجه مطمئن بود كه نظريه خود را مورد تجديد نظر قرار داد. او يك ثابت كيهاني، براي متوازن كردن گرانش به آن اضافه كرد. اما، بدون اين ثابت كيهاني، نظريه نسبيت عام آنچه را كه ما امروزه درست مي‌دانيم پيشگويي مي‌كرد: اندازه جهان در حال تغيير است. يك فيزيكدان روسي به نام الكساندر فريدمان، تصميم گرفت كه نظريه اينشتين را بدون ثابت كيهاني به كار گيرد. با اين كار، او آنچه را كه هابل در 1929 به اثبات آن دست يافت، پيشگويي كرد: جهان در حال انبساط است. فريدمان كار خود را با دو فرض آغاز كرد؟ (1) جهان، در هر جهت كه به آن نگاه كنيم، يكسان است (به استثناي چيزهايي كه نزديك هستند مثل منظومه شمسي و كهكشان راه شيري از ديدگاه ما)؛ (2) جهان از هركجا كه به آن نگاه كنيم يكسان است.

فرض اول فريدمان را مي‌توان به آساني پذيرفت، ولي پذيرفتن فرض دوم مشكل است. هيچ‌ دليل قاطعي براي اثبات يا رد آن وجود ندارد. هاوكينگ مي‌گويد: «ما آن را تنها از نظر تواضع مي‌پذيريم: بسيار جالب خواهد بود اگر انيا در هر جهت از اطراف ما يكسان باشد اما نه در اطراف هر نقطه ديگر از جهان!» شايد بتوان گفت كه جالب است ولي غير ممكن نيست. براي باور داشتن چيزي، تواضع، دليلي منطقيتر از غرور به نظر نمي‌رسد. با وجود اين، فيزيكدانان تمايل دارند كه فرضيه دوم فريدمان را هم بپذيرند.

در مدل جهان فريدمان، همه كهكشانها از يكديگر دور مي‌شودند. هر قدر فاصله آنها از يكديگر زيادتر باشد، با سرعت بيشتري از هم دور مي‌شوند. اين موضوع با مشاهدات هابل همخواني دارد. طبق نظريه فريدمان، در هر كجاي فضا كه حركت كنيم، باز كهكشانها را در حال دور شدن از خود مي‌بينيم. براي درك بهتر اين موضوع يك مورچه را در نظر بگيريم كه روي يك بادكنك، آهسته راه مي‌رود. روي بادكنك نقاطي با فضاي يكنواخت ترسيم شده است. فرض كنيم كه مورچه بعدي را كه به او امكان نگاه كردن به «بيرون»، از سطح بادكنك را بدهد، نمي‌بيند و از فضاي درون بادكنك آگاهي ندارد. جهان مورچه، تنها سطح بادكنك است كه در هر جهت يكسان مي‌نمايد. اين مورچه هر جا كه باشد و در هر جهت كه روي سطح بادكنك حركت كند، همان قدر نقطه در جلوي خود مي‌بيند كه در عقب خود. اگر بادكنك بزرگتر شود، اين نقاط از نظر مورچه، در هر كجاي بادكنك كه باشد، دور مي‌شوند. اين «جهان» بادكنكي با هر دو فرض فريدمان همخواني دارد: در همه جهات، يكسان به نظر مي‌آيد. در هر جاي آن كه باشيم باز هم در همه جهات يكسان است.

چه چيز ديگري مي‌توانيم در باره دنياي بادكنكي بگوييم؟ اندازه آن بي‌نهايت نيست. سطح آن ابعادي دارد كه مي‌توانيم آن را مانند سطح زمين اندازه بگيريم. هيچ‌كس نمي‌تواند گمان ببرد كه سطح زمين بي‌نهايت است. اما اين سطح نيز نه مرز و نه پايان دارد. مورچه، صرف نظر از جايي كه روي سطح بادكنك حركت مي‌كند، هيچ‌گاه به مانعي برخورد نمي‌كند، پاياني نمي‌يابد و از لبه‌اش نمي‌افتد. سرانجام به نقطه‌اي كه از آنجا حركت كرده بود، باز مي‌گردد.

در مدل اوليه فريدمان، فضا به همين شكل است، اما به جاي دو بعد، سه بعد دارد. گرانش، فضا را به سوي گرداگرد خودش خم مي‌كند. جهان از حيث اندازه بي‌نهايت نيست ولي پايان و مرزي هم ندارد. يك سفينه فضايي هيچ‌ وقت به مكاني از فضا نمي‌رسد كه در آن جهان تمام شود. ممكن است درك اين مسأله مشكل باشد، زيرا ما معمولاً از بي‌نهايت اين را مي‌فهميم كه «پايان ندارد». اين دو مقوله، معناهاي متفاوتي دارند. هاوكينگ متذكر مي‌شود كه گرچه فكر فضانوردي دورادور جهان و بازگشت به نقطه مبدأ، به نظر داستان علمي تخيلي بزرگي مي‌آيد، اما دست كم با اين مدل فريدمان، انجام آن غير ممكن است. شما مي‌بايستي از حداكثر سرعت (سرعت نور) كه مجاز نيست تجاوز كنيد تا قبل از اينكه جهان به پايان عمر خود برسد، آن را دور بزنيد. جهان يك بادكنك فوق‌العاده عظيم است و ما مورچه‌هاي بسيار ريزي هستيم.

در مدل فريدمان، زمان مثل فضا نامحدود نيست. مي‌توان آن را اندازه‌گيري كرد. زمان بر خلاف فضا مرزهايي دارد:‌يك آغاز و يك پايان. انبساط آنقدر آهسته و جرم به قدر كافي در جهان موجود است كه در نهايت، جاذبه گرانشي، انبساط را متوقف كرده و موجب منقبض شدن جهان شود. كهكشانها بار ديگر به يكديگر نزديك مي‌شوند. در پايان زمان، فاصله آنها بار ديگر به صفر مي‌رسد.

ممكن است جهان ما چيزي شبيه اين باشد.




www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● تحصیل در کانادا
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
اندازه حرکت، انرژی (3 پاسخ)
دافعه قطب های آهنربا (2 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (16 پاسخ)
ممان الکتریکی و مغناطیسی (4 پاسخ)
پرواز بر روی ماه (10 پاسخ)
پرسشهایی درباره ی بالن ها (13 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (984 پاسخ)
سوالی ساده در جهت نشان دادن اثبات پدیده گرانش حرکتی (8 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (51 پاسخ)
مسئله ی سیملوله (5 پاسخ)
خطوط میدان الکتریکی (4 پاسخ)
مطالبی پیرامون محاسبه مجدد ثابت جهانی گرانش (0 پاسخ)
مقدار ثابت جهانی گرانش باید اندکی تغییر کند (2 پاسخ)
پذیرش برای دوره کارشناسی در رشته فیزیک (1 پاسخ)
سوال در مورد جریان الکتریکی (5 پاسخ)
اتصال کوتاه خروجی های ژنراتور، روتور (3 پاسخ)
نظریه ی غلظت (68 پاسخ)
زمین تخت گرایان (168 پاسخ)
پیش بینی آینده ساختار کیهان بر اساس نظریه گرانش حرکتی (2 پاسخ)
منظور معادله E=mc2 چیه؟! (1 پاسخ)
جزئیات الکترون و ... (8 پاسخ)
فنر در میدان الکتریکی (سوالی نسبیتی) (4 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (28 پاسخ)
فرق ایزوتوپ پایدار و ایزوتوپ ناپایدار چیست؟ (6 پاسخ)
آموزش فرمول نویسی در هوپا با Mathjax (1 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (27 پاسخ)
روش دقیق بدست آوردن ثابت هابل (7 پاسخ)
پارادوکس فوتو الکتریک (23 پاسخ)
تصاویر نجومی (2000 پاسخ)
نفوذ پذیری امواج الکترومغناطیس (16 پاسخ)
مشاهده عجیب یک ستاره (6 پاسخ)
آیا با رد قانون پایستگی انرژی موافقید؟ (32 پاسخ)
کهکشان راه شیری تخت نیست، پیچ‌وتاب دارد (0 پاسخ)
سوال در مورد میدان مغناطیس (18 پاسخ)
بررسي روزانه وضعيت جوي كشور (8 پاسخ)
فرمولی برای محاسبه رسیدن خودرو به خط پایان (4 پاسخ)
یاد گرفتن ریاضی به صورت حرفه‌ای (6 پاسخ)
دلیل سرعت بالای چرخش سیاهچاله های چرخان (0 پاسخ)
پیش بینی لنگ زدن محور چرخش اکثر کهکشان ها و ستارگان بزرگ (0 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (8 پاسخ)
چرا الکترون باید تغییر مکان بده؟ ( طبق کوانتوم) (3 پاسخ)
شبیه سازی رنگ آبی آب دریا (9 پاسخ)
محاسبه گشتاور مورد نیاز بلند کردن جسم (4 پاسخ)
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (101 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (14 پاسخ)
انفجار بزرگ (34 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (28 پاسخ)
نیروی پنجم؟ (0 پاسخ)
کتاب ماجراجویی های فیزیکدان قرن بیستم (4 پاسخ)
درخواست معرفی منابع آموزشی جهت یادگیری برخی محاسبات (5 پاسخ)
محاسبه طول یک رول کاغذ به ضخامت و شعاع مشخص (1 پاسخ)
فاصله ی بین نقاطِ شتابدار از دیدِ ناظران لَخت (سوالی نسبیتی) (79 پاسخ)
نوسانات کوانتومی (6 پاسخ)
نظر غالب در رابطه با انبساط کیهان چیست؟ (0 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی و اثبات کامل آن بر اساس نظریه نسبیت عمومی (9 پاسخ)
گالری عکس آسمان (645 پاسخ)
ضرایب پتانسیل (3 پاسخ)
روش فدیف (انجام محاسبات چند جسمی) (0 پاسخ)
آیا زمان بردار است؟ (چون جهت دارد: از گذشته رو به آینده) (19 پاسخ)
نگاهی نو به زمان (33 پاسخ)
مقالات فیزیک
جزایر آمریکایی با رادیواکتیویته‌ی بالا
فرگشت شیردادن مادر به نوزاد
ارتباط با حیوانات استرس را کاهش می‌دهد
خطر آسفالت‌های خیابان در فصل تابستان
بلایی که برای جنگل‌های آمازون نعمت است
کشف سیاره‌ای فراخورشیدی که نمیتواند فلزات را تحمل کند
چطور با روش‌های طبیعی، از پوست خود مراقبت کنیم؟
چطور از ابتلا به سرماخوردگی و آنفولانزا جلوگیری کنیم؟
کبد چرب چگونه به‌ سراغ شما می‌آید؟
زندگی سیاره‌های فراخورشیدی چگونه است؟
خصوصیت ژنتیکی که می‌تواند مصرف آب کشاورزی را کاهش دهد
مسابقه‌ی شماره‌ی سی و شش (عکاسی از حیوانات)
گرانش کوانتومی تقارن ندارد
کشف باستانی عجیب در فسیل‌ یک دایناسور
چگونه می‌توان به یک فرد با اعتماد‌به‌نفس بالا تبدیل شد و در زندگی موفق بود؟
اگر زمین سه‌ خورشید داشت، شرایط چگونه می‌شد؟
به‌راحتی صاحب لامبورگینی شوید
رژیمی غذایی که حافظه را تقویت می‌کند
کهکشان مارپیچی عجیب با چند بازو!
چگونه اخبار و مطالب جعلی را تشخیص دهیم؟
منشاء مهمان ناخوانده‌ی اسرارآمیز در منظومه‌ی شمسی
آیا ما انسان‌ها در بین موجودات خیلی خاص هستیم؟
سلامت و تندرستی زنان در گرو ترک الکل
چطور با والدین خود در مورد موضوعات مهم گفتگو کنیم؟
درختان چگونه به کمک زمین می‌آیند؟
پیش‌بینی‌های آب و هوایی دقیق‌تر می‌شوند
چگونه یک برنامه ورزشی خوب داشته باشیم؟
باغ وحش خودروها
روش صحیح نشستن پشت کامپیوتر
بیگانگان در کجای کیهان هستند؟
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
مهم‌ترین عامل در ضریب بازدهی روزانه‌ی شما (0+)
با فرآیند واردات و مونتاژ خودرو‌ها آشنا شوید (0+)
تله‌های کیهانی، سیاه‌چاله‌ها را شکار می‌کنند! (0+)
روشی جدید برای اندازه‌گیری ثابت هابل (0+)
تک‌شاخ افسانه‌ای کشف شد! (0+)
اعجاز پوست تخم‌مرغ برای انسان (0+)
چرا باید در اطراف زحل به‌دنبال حیات فرازمینی بگردیم؟ (0+)
سرگذشت قاره‌ی جنوبگان در فصل انقراض بزرگ (0+)
چرا برخی کودکان به‌شکل عجیبی چاق می‌شوند؟ (0+)
کشف سه‌سیاره‌ی فراخورشیدی با ویژگی‌هایی خاص (0+)
فُک‌ها حرف می‌زنند! (0+)
چه چیزی از چاه کوانتومی می‌دانید؟ (0+)
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی سی و سه (0+)
درمان سوزش دهان از خوردن فلفل چیست؟ (0+)
اسفناج برای ورزشکاران دوپینگ محسوب شود! (0+)
ادامه ...