هفت راز فيزيک جديد

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: هفت راز فيزيک جديد
عليرغم پيشرفتهاي بسيار چشمگيري که در فهم جهان فيزيکي نصيب علم جديد شده است ، شمار رازهاي ناشناختهاي که دانشمندان براي کشف آنها در تلاشند از حد و اندازه افزون است . در اين مقاله به بررسي هفت راز بزرگ از ميان مجموعه پرشمار اسرار کشف ناشده ميپردازيم .
راز اول :

چه عاملي کيهان را به تکاپو وا ميدارد؟

علم جديد تا براي اين پرسش ، پاسخ خرسند کنندهاي بدست نياورد نميتواند به کشف راز بسياري ديگر از پديدههاي جالب توجه اهتمام ورزد. براي درک اموري نظير منشأ کيهان ، سرنوشت نهايي سياهچالهها ، امکان سفر در زمان ، ميبايد نخست براي اين پرسش که کيهان چگونه عمل ميکند ، پاسخ درخوري يافت شود. فيزيک قرن بيستم بر مبناي دو نظريه بنيادين يعني نظريه نسبيت انيشتين و نظريه مکانيک کوانتومي بنياد شد. در قرن بيست و يکم دانشمندان با بهرهگيري از اين دو نظريه توفيق يافتهاندکه شناخت خوبي از بسياري از ذرات بنيادي به دست آورند اما اين دو نظريه ظاهراً در بن و اساس با يکديگر ناسازگارند و تصويرهاي متعارضي از واقعيت نهايي ارائه ميدهند. حال آنکه علي الفرض واقعيت ميبايد واحد باشد . تلاش براي وحدت بخشيدن به اين دو نظريه ظاهراً متعارض، بسياري از برجستهترين دانشمندان را به خود مشغول داشته است. مشکل اساسي در اين است که نيروي جاذبه که نظريه نسبيت درباره آن سخن ميگويد ، کل ساختار زمان ـ مکان و بنابراين تمامي کيهان را در بر گرفته ، در حالي که نظريه مکانيک کوانتومي درباره سه نيروي بنيادي ديگري سخن ميگويد که درون اين ساختار جاي دارد. به اين ترتيب کاربرد نظريه کوانتومي درمورد نيروي جاذبه نظير استفاده از جزء براي فهم کل، با مشکلاتي جدي همراه است.

راز دوم :

کيهان از چه چيز ساخته شده است؟

رصدهايي که به وسيله اخترشناسان صورت ميگيرد اين نکته را مشخص ساخته که به ازاي هر يک گرم از مادهاي که سيارات و ستارگان و کهکشانها را بوجود آورده، چند گرم از مادهاي وجود دارد که ماهيت آن ناشناخته است وجود اين ماده بر اساس نوع رفتاري که اجرام کيهاني از خود آشکار ميسازند حدس زده ميشود .

براساس قوانين فيزيک اگر آتشگرداني را با سرعت به چرخش درآوريم با سرعت در هوا به پرواز درخواهدآمد. در مورد ستارگاني که در حاشيه کهکشانها به دور مرکز در گردشند نيز دقيقاً همين وضع برقرار است . نخ يا رشتهاي که اين ستارگان را پايبند نگه ميدارد همان نيروي جاذبه است.

اما محاسبات نشان ميدهد که نيروي جاذبه حاصل از ماده فيزيکي قابل رؤيت موجود در کهکشانها براي نگهداري ستارگاني که با جرم عظيم و سرعت زياد در حاشيه آنها در حال گردشند کافي نيست.

براي نگهداري اين ستارگان به صورت ديوان پاي در زنجير، به طناب يا رشته مستحکمتري نياز است و از همينجا دانشمندان نتيجه گرفتهاند که در درون هر کهکشان ميبايد ذخاير عظيمي از نوعي ماده ناديدني وجود داشته باشد که نيروي جاذبه لازم براي جلوگيري از گريز ستارگان را فراهم ميآورد. استدلال مشابهي دلالت ميکند بر اينکه از اين نوع ماده ناديدني ميبايد در فضاي ما بين کهکشانها نيز موجود باشد و حرکات کهکشانها را نسبت به يکديگر تنظيم کند.

راز سوم :

آيا فرضيه نيروي ضد جاذبه که انيشتين پيشنهاد کرد نادرست بود ؟

انيشتين زماني براي برقراري نوعي تعديل در فرضيهاي که درباره وضع و حال کيهان پيشنهاد کرده بود، به وجود نوعي نيروي ضد جاذبه قائل شد اما اندکي بعد اين فرضيه را پس گرفت و از آن با عنوان «بزرگترين خبط علمي خود» ياد کرد.

اما تحقيقات جديد نشان ميدهد که احياناً وجود چنين نيرويي چندان دور از واقعيت نيست.

عبارتي که انيشتين در معادلات مربوط به فرضيه نسبيت عام خود وارد ساخت، از خاصيت نيروي دافعه برخوردار است و موجب ميشود کيهان دچار انبساط شود . انيشتين که معتقد بود کيهان درحال ثبات قرار دارد ناگزير شد اين عبارت را اضافه کند تا اثر نيروهاي انقباضي در معادلات خود ( ناشي از وجود جرمهاي عظيم در کيهان ) را خنثي سازد.

راز چهارم :

چرا ما در عالمي سه بعدي زيست ميکنيم؟

فيزيکدانان براين باورند که ظهور عالمي که ما در آن جاي داريم به دنبال وقوع مه بانگ (انفجار) اوليه امري کاملا تصادفي بوده واحياناً کيهان هايي ديگري نيز وجود دارند که شماره ابعاد آنها متفاوت است.

صد سال قبل نويسنده اي به نام ادوين ابوت کتابي منتشر کردبا عنوان « سرزمين مسطح » که در آن عالمي دو بعدي مورد بحث قرار گرفته بود.

قوانين علمي يک جهان دو بعدي احياناً با قوانين جهان سه بعدي ما تفاوت بسيار دارند به عنوان مثال امواج در يک جهان دوبعدي به سهولت جهان سه بعدي سير نمي کنند و بنابراين انواع واقسام دشواريها در خصوص برقراري ارتباط وانتقال پيامها پديد مي آيد واز آنجا که ظهور حيات خودآگاه متکي به انتقال نخواهد شد . از سوي ديگر زندگي در عوالمي که بيش از سه بعد دارند نيز با دشواريهاي خاص خود روبروست .

راز پنجم :

آيا سفر در زمان امکانپذير است؟

براساس نظريه نسبيت انيشتين امکان سفر در زمان خواه به آينده وخواه به گذشته وجود در عين حال به بروز بسياري از پاردوکس ها منجر مي شود از اين رو برخي از فيزيکدانان مدعي اند که برخي از موانع عملي مانع از انجام چنين سفري مي شود (براي تفصيل مطلب به مجموعه مقالات ساينتيفيک امريکن در مورد مفهوم زمان رجوع شود.)

راز ششم :

آيا ما در يک صافي کيهاني زندگي ميکنيم ؟

هر چند مفهوم سياهچاله ها امروزه براي همگان آشناست اما اين اجرام عظيم کيهاني هنوز حيله وشگفتيهاي زيادي در آستين دارند ، سياهچاله ها ستاره هاي بزرگي هستند که انرژي هسته اي خود را به پايان رسانده اند وهمه را در اثر تشعشع از دست دادهاند در اين حال هسته عظيم وچگال ستاره تحت تأثير نيروي جاذبه غول آساي آن در کسري از ثانيه به درون خود ريزش مي کند اگر شکل هندسي هسته دقيقاً کروي باشد ، به واسطه اثر تقارن همه ماده موجود در مرکز کره مجتمع مي شود و به اين ترتيب شدت ميدان جاذبه تا حد بسيار بسيار زيادي افزايش مي يابد.

از آنجا که جاذبه تأثير خود را به صورت تغيير شکل زمان – مکان آشکار مي سازد (نظير يک گوي سنگين که بر روي بالش قرار داده شود شکل آن را تغيير ميدهد) وجود يک ميدان جاذبه عظيم ومتمرکز در يک نقطه هندسه زمان – مکان اطراف اين نقطه را دستخوش تغييرات اساسي مي سازد وحفره اي به وجود مي آورد که همه چيز را به سمت خود ميکشد.

راز هفتم :

پديدار آگاهي از کجا وچگونه پديد آمده است ؟

پرسش بي پاسخ ديگري که ذهن فيزيکدانان را به خود مشغول داشته اين است که چرا برخي از جريانهاي الکتريکي نظير آنها که در مغز وسلسله اعصاب جريان دارد با خود احساس وآگاهي به همراه مي آورد در حالي که برخي ديگر از جريانهاي الکتريکي نظير آنها که در شبکه هاي سراسري برق سير مي کنند ظاهراً چنين آثاري با خود به همراه نمي آورند.

مساله را به صورت معکوس نيز مي توان مطرح کرد چگونه است که آگاهي واحساسات که احياناً مادي نيستند مي توانند الکترونها ويونها را در مدارهاي مغز به حرکت در آورند و موجب بروز پديدارهاي فيزيکي شوند سوال ديگري که مي توان مطرح کرد اين است که آيا اساساً اين قبيل پرسشها معنا دار هستند؟ واگر چنين است آيا پاسخگويي به آنها وظيفه فيزيکدانان است؟

برخي از فيزيکدانان معتقدند که اگر فيزيک يک رشته فراگير است واگر علم نهايتاً قابل تحويل به امور فيزيکي است در آن صورت فيزيکدانان بايد به اينگونه پرسشها نيز بپردازند گاهي اوقات گفته مي شود که حيات در لابلاي قوانين فيزيکي مندرج است.

البته هر چند اين نکته درست است که اگر قوانين فيزيکي اندکي متفاوت مي بودند حيات شکل نميگرفت و اما اگر اصلي تحت عنوان « اصل حيات» وجود داشته باشد نمي توان رد آن را در قوانين فيزيکي به دست آورد . براي دستيابي به اين اصل بايد به سراغ نظريه هاي رياضي نظير نظريه مربوط به سيستمهاي بسيار پيچيده يا نظريه هاي اطلاعات رفت هر چه باشد هر سلول زنده به يک معنا عبارت است از سيستمهاي بسيار پيچيده اي که فعاليت اصليش پردازش اطلاعات و باز توليد است.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 153]