مشاوره رایگان تحصیلی
منو

جعبه اسرار فیزیک!

+ 127
رأی شما
- 87

انرژی و ماده تاریک، وجود ماده بیش از ضد ماده و نظریه ریسمان  و جهان های موازی و … از جمله اسرار حل نشده علم فیزیک محسوب می‌شوند که دانش پیشرفته بشر هنوز نتوانسته پاسخ مناسبی برای آنها بیابد.

به گزارش ایسنا، در سال 1900 میلادی «لرد کلوین» فیزیکدان انگلیسی تأکید کرد که موضوع جدیدی برای کشف کردن در فیزیک وجود ندارد و آنچه که باقی مانده، تنها اندازه گیری‌های بسیار دقیق است؛ اما در طول سه دهه موضوعات مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت اینشتین، انقلابی در علم فیزیک بوجود آورد. در حال حاضر‌ هیچ فیزیکدانی جرأت ندارد از کامل شدن دانش بشری در خصوص جهان سخن بگوید و هر کشف جدید، جعبه اسرار آمیزی بزرگتری از ناشناخته‌ها را پیش روی محققان می‌گشاید و سوالات فیزیک تازه‌تری مطرح می‌کند.

انرژی تاریک

انرژی تاریک (Dark Energy) نوعی انرژی فرضی است که باعث افزایش سرعت انبساط جهان شده و توضیحی برای روند پر شتاب انبساط جهان است. با گسترش فضا، انرژی تاریک و فضای بیشتری ایجاد می‌شود؛ بر اساس نرخ گسترش کائنات تخمین زده می‌شود که این انرژی حدود 73 درصد جرم جهان را تشکیل می‌دهد، اما تاکنون امکان مشاهده این انرژی فراهم نشده است.

ماده تاریک

حدود 84 درصد از ماده موجود در کائنات قادر به جذب یا انتشار نور نیستند؛ ماده تاریک (Dark Matter) مستقیما قابل مشاهده نبوده و بصورت غیرمستقیم تشخیص داده نشده است؛ وجود این ماده اسرارآمیز و ویژگی‌های آن از اثرات گرانشی بر روی ماده مرئی، تابش و ساختار جهان استنباط می‌شود. به نظر می‌رسد که ماده تاریک در حومه کهکشان‌ها پخش شده و متشکل از ذرات سنگین با تعامل ضعیف (WIMPs) است؛ آشکارسازهای متعددی در سراسر دنیا بدنبال یافتن نشانه‌هایی از این ذرات هستند.

روند کند بی نظمی در آغاز

زمان، حرکت رو به جلویی دارد و علت این امر ویژگی موسوم به انتروپی (entropy) است؛ این سطح اختلال در حال افزایش بوده و هیچ راهی برای معکوس کردن افزایش در انتروپی پس از وقوع وجود ندارد. افزایش انتروپی یک موضوع منطقی است: ترتیبات دارای بی‌نظمی بیش از ترتیبات منظم هستند و بدلیل بروز تغییرات مداوم، تمایل به بی‌نظمی وجود دارد. اما سوال اساسی در این زمینه، علت کند بودن انتروپی در گذشته است و اینکه چرا جهان در ابتدا با وجود مقادیر بسیار عظیم انرژی در یک فضای محدود، بسیار منظم بوده است؟

وجود جهان موازی

داده‌های فیزیک نجومی نشان می‌دهد که فضا-زمان احتمالا مسطح بوده و همین مسئله، علت پیش رفتن جهان است؛ اگر چنین چیزی درست باشد، منطقه‌ای که قادر به دیدن آن هستیم – یعنی کائنات – یک تکه از بی‌نهایت بسیار عظیم است.

در همین حال قوانین مکانیک کوانتومی حکم می‌کند که تعداد کمی از پیکربندی ذرات در هر تکه کیهانی وجود داشته باشد؛ بنابراین با توجه به تعداد نامحدود تکه‌های کیهانی، ترتیبات و آرایه‌های ذرات مجبور به تکرار بی‌نهایت هستند و در این صورت تعداد نامحدودی جهان موازی وجود خواهد داشت. این سوال مطرح است که چه اشتباهی در خصوص این منطق وجود دارد و اگر واقعا جهان‌های موازی دیگری وجود دارند، چگونه می‌توان آنها را شناسایی کرد؟

وجود ماده بیش از پاد ماده

این سوال که چرا نسبت ماده به ضدماده بسیار بیشتر است، سوال اساسی در خصوص علت وجود همه چیز در جهان است. یکی از فرض‌ها این است که جهان بصورت متقارن با ماده و پاد ماده رفتار می‌کند؛ به این ترتیب در بیگ بنگ مقادیر مساوی ماده و ضدماده تولید شده است. اگر این اتفاق واقعا روی داده بود، نابودی هر دو را بدنبال داشت: پروتون‌ها با پاد پروتون‌ها (پادپروتون)، الکترون‌ها با پادالکترون‌ها (پوزیترون) و نوترون‌ها با پادنوترون‌ها خنثی می‌شدند.

سرنوشت جهان چیست؟

سرنوشت جهان بستگی به عاملی از ارزش ناشناخته موسوم به «Ω» دارد که واحد اندازه‌گیری چگالی ماده و انرژی در سراسر کیهان است. اگر این میزان بزرگتر از یک باشد، فضا-زمان مانند سطح یک کره عظیم بسته خواهد بود.

اگر انرژی تاریک وجود نداشته باشد، گسترش چنین جهانی متوقف شده و در عوض انقباض شروع می‌شود که در نهایت منجر به فروپاشی بزرگ می‌شود؛ این در حالیست که اگر جهان بسته باشد، اما انرژی تاریک وجود داشته باشد، این جهان کروی برای همیشه گسترش می‌یابد. اگر Ω کمتر از یک باشد، هندسه فضا مانند سطح یک زین باز خواهد بود؛ در این حالت سرنوشت نهایی جهان، انجماد بزرگ (Big Freeze) ناشی از شکاف بزرگ خواهد بود: شتاب بیرونی جهان باعث جدا شدن کهکشان ها و ستارگان شده و تمامی مواد منجمد می‌شوند؛ رشد این شتاب بقدری سریع و قوی است که اثرات نیروها را درهم می‌شکند و همه چیز از هم جدا می‌شوند.

اما اگر Ω = 1 باشد، جهان مسطح شده و مانند یک سطح نامحدود در تمام جهات گسترش پیدا می‌کند؛ اگر ماده تاریک نباشد، چنین جهان مسطحی در یک نرخ کاهشی برای همیشه گسترش پیدا می‌کند و اگر انرژی تاریک وجود داشته باشد، جهان مسطح گسترشی را تجربه می‌کند که در نهایت منجر به شکاف بزرگ (Big Rip) می‌شود.

اندازه‌گیری فروریزش توابع موج کوانتومی

در قلمرو الکترون‌ها، پروتون‌ها و سایر ذرات بنیادی، قانون مکانیک کوانتومی برقرار است؛ ذرات مانند توپهای کوچک رفتار نمی‌کنند، بلکه رفتاری مانند موجهای گسترده در یک منطقه بزرگ دارند و هر ذره توسط یک تابع موجی توصیف می‌شود که محل، سرعت و سایر خواص را شرح می‌دهد. ذرات دارای طیف وسیعی از مقادیر برای تمامی خواص هستند. زمانیکه یکی از این خصوصیات مانند محل آن بصورت تجربی اندازه گیری شود؛ در آن نقطه، تابع موجی ذره فرو می‌ریزد و یک محل مشخص می‌شود. اما چگونه و چرا اندازه‌گیری یک ذره باعث فروریزش تابع موجی آن می‌شود، واقعیتی است که تحت عنوان مشکل انداز‌ه‌گیری شناخته می‌شود.

آیا نظریه ریسمان درست است؟

زمانیکه فیزیکدانان، تمامی ذرات بنیادی را حلقه‌های یک بعدی یا ریسمانی فرض کنند که هرکدام در فرکانس‌های مختلف ارتعاش پیدا می‌کنند، درک فیزیک آسانتر می‌شود.

نظریه ریسمان (string theory) به فیزیکدانان اجازه تطابق قوانین حاکم بر ذرات موسوم به «مکانیک کوانتومی» با قوانین حاکم بر فضا-زمان موسوم به «نسبیت عام» و متحد کردن چهار نیروی بنیادی طبیعت در یک چارچوب واحد را فراهم می‌کند. اما مشکل در این است که نظریه ریسمان تنها در یک جهان با ابعاد 10 یا 11 بعدی کاربرد دارد و ابعاد فضایی فشرده همچنین خود رشته ارتعاشی، یک میلیاردم یک تریلیونیم اندازه هسته اتم است؛ بنابراین هیچ راه شناخته‌شده‌ای برای اعتبار بخشی یا از درجه اعتبار ساقط کردن نظریه ریسمان وجود ندارد.

آیا در بی‌نظمی، نظم وجود دارد؟

فیزیکدانان تاکنون نتوانسته‌اند مجموعه‌ای از معادلات را که رفتار مایعات و گازها را توصیف می‌کند، حل کنند؛ در حقیقت مشخص نیست که آیا یک راه‌حل کلی برای معادلات ناویه- استوکس (Navier-Stokes) وجود دارد یا اگر راه‌حلی وجود دارد، آیا قادر به توصیف رفتار تمام مایعات است؟ ماهیت هرج و مرج (بی نظمی) بخوبی شناخته نشده است؛ فیزیکدانان و ریاضیدانان هنوز بطور دقیق نمی‌دانند که پیش‌بینی وضعیت آب و هوا صرفا دشوار است یا بطور ذاتی این مسئله غیر قابل پیش‌بینی است.

bigbangpage.com

+ 127
رأی شما
- 87
hassan sabbah
معلومه در هر بی نظمی نظمی هست البته به نظر من این بی نظمی از جایی خارج از چارچوب خودش نشئت میگیره مثل حرکت ذرات باردار در میدان های مغناطیسی....
شنبه 30 آذر 1392 - 11:15
شهریار شریف زاده
نظم از یک چشم انداز فلسفی خاص در حقیقت ناشی از تشابه انگاری در اشیا و پدیده هاست که آنها را به صورت یک مجموعه نمودار ساخته و منجر به شکل گیری مفهوم نظم می گردد. اینجانب نظریه (پارادایم یا نظام) فلسفی ای تدوین نموده ام که به گونه ای حیرت انگیز قادر به دادن بینشی جدید از هستی شناسی است.
‌سه شنبه 15 بهمن 1392 - 06:03



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
کتاب ماجراجویی های فیزیکدان قرن بیستم (1 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (44 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (15 پاسخ)
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (82 پاسخ)
درخواست معرفی منابع آموزشی جهت یادگیری برخی محاسبات (5 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (12 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)
سوال درباره حرکت نسبیتی (14 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (7 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)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (26 پاسخ)
توضیح چرایی انحراف جزئی سیاره عطارد از مدار خودش (3 پاسخ)
پیش بینی آینده ساختار کیهان بر اساس نظریه گرانش حرکتی (1 پاسخ)
نیروی الکتروگراویتی (3 پاسخ)
علت چرخش الکترون چیست؟ (13 پاسخ)
ساده ترین بیان برای منشاء گرانش (18 پاسخ)
پیش بینی چرخش خودکار کهکشان ها (0 پاسخ)
معرفی سه ساختار اصلی برای پایداری کهکشان ها (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت ماده تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکتی (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت انرژی تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکت (0 پاسخ)
کتاب فیزیک آینده (2 پاسخ)
جنس ذره برخورد کننده (5 پاسخ)
وجود قید در ترکیب (7 پاسخ)
چرخش به دور درخت با سرعت نور (18 پاسخ)
نیروی گرانش از کجا پدید می آید منشا آن چیست؟ (40 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (225 پاسخ)
زمین تخت گرایان (138 پاسخ)
علیت (16 پاسخ)
فعالیت نوری (2 پاسخ)
منظور هاوكينگ از به وجود آمدن جهان از هیچ چیست؟ (15 پاسخ)
زمان در مکانیک کوانتومی (3 پاسخ)
مدار RLC (1 پاسخ)
نور و میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
تعریف فاصله در نسبیت و سازگاری نسبیت عام با مکانیک نیوتونی (20 پاسخ)
پایان نظریۀ نسبیت اینشین به تمام جهان اعلام می شود (10 پاسخ)
کهن‌ترین مولکول کیهان در فضا کشف شد! (0 پاسخ)
پایان نسبیت اینشتین با حل دقیق معادلات خود او ( فیزیک مطلق) (29 پاسخ)
اثبات حیرت آور فیزیک مطلق بر اثر سیارات روی سینگال های زمینی (17 پاسخ)
انفجار فیزیک توسط عدم برابری بار الکتریکی الکترون و پروتون (5 پاسخ)
نانوتکنولوژی و کاربردهای آن (1 پاسخ)
نسبیت، انرژی و ماده (2 پاسخ)
قانون فاراده (1 پاسخ)
هسته درونی عطارد جامد است (0 پاسخ)
آیا عینک‌های فوتوکرومیک هم جزو مواد هوشمند هستند؟ (0 پاسخ)
نسبیت در سرعت زاویه ای (6 پاسخ)
حرکت ذره باردار در دو میدان (4 پاسخ)
نخستین مریخ‌لرزه ثبت شد! (0 پاسخ)
بسط تیلور (6 پاسخ)
مشکل دهم ثانیه تایمر (15 پاسخ)
انتقال الکترون در جریان الکتریکی (2 پاسخ)
ساخت اولین قلب با چاپگر سه‌بعدی و رگ و پی انسانی (0 پاسخ)
آيا آهنربا ميدان خودرا از دست ميده؟ (36 پاسخ)
مقالات فیزیک
چگونه یک سیاره متولد می‌شود؟
درمانی سریع برای اضافه وزن شدید
حافظه‌ی کامپیوترهای آینده را بشناسیم!
میکروب‌هایی که داروهای ما را می‌خورند
شگفتیِ انفجارهای گاما
در مرکز کهکشان راه‌شیری چه خبر است؟
حفره‌های اسرارآمیز دریای جنوبگان
گونه‌های مختلف نهنگ با هم جفتگیری می‌کنند!
نگاهی به اعماق کهکشانی از خوشه‌ی سنبله
آغاز عصر جدید زمین‌شناسی
حلقه‌های اسرارآمیز سیاره‌ی اورانوس
بگذارید بچه‌ها خاک بازی کنند!
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی سی و یک
کشف کرمی که سنگ‌ می‌خورد!
دلیلی برای خشکی سرخرگ‌ها
ابرهای مریخ چگونه به‌وجود می‌آیند؟
رابطه‌ی رشد جنگل‌ها و تغییرات اقلیمی
این کهکشان بیضوی، مملو از ماده‌ی تاریک است
ساخت یخچال‌هایی در مقیاس کوانتومی
نظریه‌ای که نگاه ما به ماده‌ی تاریک را تغییر داد
ضرورت بازگشت انسان به ماه
دلیل انقراض گونه‌ای غول‌پیکر
زنان باکتری‌های بیشتری دارند یا مردان؟
در جستجوی حیات فرازمینی
تاریخچه‌ی انسان‌های ساکن سیبری
دسته‌بندی جدید برای مواد معدنی
کشف گونه‌ی جدیدی از دایناسورهای گیاهخوار
مشاهده‌ی خروج پلاسما از ستاره‌ای غیر از خورشید
تصوری اشتباه درباره‌ی نوشیدن قهوه
کشف قدیمی‌ترین ابزار سنگی
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
آیا پلوتو میزبان حیات است؟ (0+)
ابتکاری جالب برای جلوگیری از گرمایش زمین (0+)
توانایی خارق‌العاده‌ی زنان (0+)
کشف سیاره‌ی فراخورشیدی جدید (0+)
غذای بومیان صحرای آفریقا چه بوده است؟ (0+)
مزیت منحصربه‌فرد نوشیدن قهوه (0+)
قطب شمال اسرارآمیز مریخ (0+)
قدیمی‌ترین سلول‌های بدن انسان (0+)
ارتباط آلزایمر و بالا بودن کلسترول (0+)
تاثیر روانی انسان‌ها بر سگ‌های‌شان (0+)
کهکشانی مارپیچی و ابرنواخترهایش (0+)
کشف دو گونه‌ی جدید از دایناسورها (0+)
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی بیست و نه (0+)
چرا دندان‌های این ماهی شفاف است؟ (0+)
محل اصابت شهاب‌سنگ در اسکاتلند (0+)
ادامه ...