واكنش هستهاي از نوع چهارم ! يعني ادغام نوترونها و پايان هستي ( انقلاب دوم ستارگان نوتروني )

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: اولين واكنش شناخته شده توسط بشر همجوشي ستارگان بود ، دومين آن شكافت هستهها و سومين آن واكنش ذره با پاد ذره يا همان ماده با پاد ماده است .
اما واكنش هستهاي از نوع چهارم در راه است ! يعني ادغام دو نوترون و تبديل آن دو به ماده تاريك ( دخان ) و گسترش تك موج گرانشي كه هستي را ويران خواهد كرد .

انقلاب دوم ستارگان نوتروني

1- واكنش هستهاي از نوع چهارم چيست و در چه مكانهايي روي خواهد داد ؟
همانطور كه ميدانيم يك ابر نو اختر ( supernova ) بعد از مدتي نور دهي شديد و بعد از طي مراحلي منفجر شده و مقداري از جرم آن به خارج پرتاب ميشود ، ولي بيشتر جرم آن به مركز جاذبه سقوط كرده و الكترونها و پروتونهاي عناصر موجود ، تحت شرايطي ادغام و تبديل به نوترونها ميشوند . از اين رو آنها را ستارگان نوتروني ناميدهاند ، بديهي است كه جرم حجمي ( چگالي ) اين اجرام بسيار زياد است ، در اين حالت بخصوص از ماده ، فضاي داخل اتم و فضاي بين اتمها حذف شده است و نوترونها تقريبا در كنار همديگر به رديف و منظم چيده شدهاند ، يك قاشق چاي خوري ( تقريبا يك سانتي متر مكعب ) از اين ماده ، يك ميليارد تن جرم دارد ، اما نكته حائز اهميت اين است كه جرم اينگونه اجرام سماوي ثابت نميماند ، زيرا آنها به واسطه داشتن نيروي گرانشي بسيار قوي ، شروع به بلعيدن مواد در حوزه جاذبه خود ميكنند و رفته رفته به جرم آنها افزوده ميشود ، ابتدا گازها جذب آنها شده و بعضي از آنها ميتوانند ستارگان را در كام خود فرو برند و سرنوشت مواد جذب شده ، تبديل شدن به نوكلئونها ( پروتونها و نوترونها ) و الحاق به پيكره سياهچاله است . همانطور كه ميدانيم اسم اين اجرام را به اين دليل سياهچاله گذاشتهاند كه نور و بهتر است بگوييم امواج الكترومغناطيس توان خروج و فرار از ميدان گرانشي آنها را ندارند . مسئله مهم ديگر اين است كه سياهچالهها در تراكم جرم در پيكره خود محدوديت دارند ، يعني همانطور كه ستارگان در تراكم گاز در خود محدوديت دارند و جرم اضافي ستارگان باعث كوتاه شدن عمر ، عدم تعادل و در نهايت انفجار آنها ميشود . با افزايش جرم سياهچالهها ، فشار در داخل آنها به بينهايت ميل ميكند و تحمل اين فشار براي نوترونها و ... غير ممكن خواهد بود ، نوترونها مجبورند در هم ادغام شوند ، يعني در هم فرو روند و ذرات جديد را به وجود آورند كه اين تبديلات ذرات اتمي به يكديگر در عالم فيزيكي همواره انرژيزا است و يك نوع واكنش هستهاي محسوب ميشود . جرم بعضي از اين سياهچالهها چند هزار برابر جرم خورشيد ما تخمين زده ميشود .

شكل فوق چينش نوترونها را در حالت هرمي شكل نشان ميدهد ، البته اين شكل صرفا يك مثال هندسي جهت درك چينش نوترونها در داخل يك سياهچاله است و شكل هندسي واقعي يك سياهچاله بسته به سرعت دوران ( سرعت زاويهاي ) از يك كره تا يك تورس ( Torus ) متغير است ، يعني تصوير زير !

علت اختيار شكل تورس براي بعضي از سياهچالهها اين است كه سرعت دوران ( سرعت زاويهاي ) بعضي از آنها آنقدر زياد است كه نيروي گريز از مركز باعث پخ و تو خالي شدن آنها ميشود ، سرعت دوران بعضي از آنها چند هزار دور در ثانيه تخمين زده ميشود و سرعت حركت بعضي از ستارگان نوتروني 4000 كيلومتر بر ثانيه اندازه گيري شده است . طبق تعريف ، يك ستاره نوتروني بعد از افزايش جرم و چند برابر شدن جرمش ، سياهچاله ناميده ميشود كه در كل معني و مفهوم يكساني دارند ، يعني اجرام سماوي كه ماهيت و جنس آنها از نوترونهاست كه ميتوانند در مشخصات فيزيكي بسيار متنوع و گوناگون نيز باشند .

2- تك موج گرانشي چيست ؟
الف - برسي موج گرانشي از ديدگاه فيزيك كلاسيك ؟

اگر طبق شكل فوق ، مركز جاذبه سنگيني همچون خورشيد را در نقطه C در نظر بگيريم و با دامنهاي كوتاه و فركانسي ( تواتري ) نسبتا زياد در امتداد يك خط مستقيم ( فلشهاي سبز رنگ ) شروع به نوسان كند ، بديهي است كه انرژي اين نوسانات به صورت موجهايي به تمامي اجرام حاضر در ميدان جاذبه خورشيد انتقال مييابد كه انرژي آن بستگي به فاصله آن از خورشيد و ساير پارامترها دارد ، در اين وضعيت ، ميدان گرانش خورشيد زمينه و محيط انتقال يا انتشار موج خواهد بود . اگر ميدان گرانش خورشيد را به صورت بردارهايي فرض كنيم ، بردار عمود بر امتداد نوسانات خورشيد به صورت عرضي ( منحني قرمز رنگ ) و بردار هم سو با امتداد نوسانات ( خطوط آبي رنگ ) به صورت طولي مواج ميشوند . اين امواج را موج گرانشي تعريف ميكنيم و استفاده از اين واژه در اين مبحث قراردادي و اختياري است و در مباحث ديگر ، اين واژه ميتواند تعاريف ديگري و معني خاص خودش را داشته باشد . البته تصور ظهور اين پديده نوسانات خورشيد براي ما كه بر روي سياره زمين مقيم هستيم بسيار هولناك است ، چرا كه سياره زمين در اين نوسانات خورشيد با بالاترين سطح زلزله به لرزه در خواهد آمد و در نهايت تكه تكه و خرد خواهد شد . اين امواج براي اجرام صلب همچون جامدات بسيار خرد كننده و شكننده است ولي گازها انعطاف نسبتا بيشتري در مقابل موج گرانش دارند ، البته با تشديد و تمركز موج گرانش ، ميتواند تاثيرات بسيار مخربي نيز بر گازها داشته باشد .

ب - برسي تك موج گرانشي از ديدگاه فيزيك مدرن !
ابتدا بايد بدانيم كه ميدان هيگز چيست ؟ ميدان هيگز نوع جديدي از ميدان فرض ميشود كه طبق تعريف ، تمام عالم را فرا گرفته است و چنين تصور ميشود كه جرم تمامي ذرات بنيادي در برهمكنش آنها با اين ميدان حاصل ميشود . يعني ميدان هيگز انرژي جنبشي حاصل از نوسانات يا حركات سريع ذرات را تبديل به جرم آنها ميكند . به بيان ساده ، ميدان هيگز يك مبدل انرژي به جرم است كه منشا انديشه و تئوري آن نظريه نسبيت است . همانطور كه فوتون ، ذره موج الكترومغناطيس فرض ميشود ، ذرهاي به نام بوزون هيگز نيز ذره ميدان هيگز در نظر گرفته ميشود كه البته تا به امروز بوزون هيگز در هيچ آشكار سازي مشاهده نشده است . به طور مثال براي اينكه به جرمي معادل يك كيلوگرم در حالت سكون ، شتابي برابر يك متر بر مجذور ثانيه بدهيم نياز به يك نيوتن نيرو داريم و اين ميدان هيگز است كه در مقابل شتاب جرم مقاومت ميكند و اين نيرو صرف خنثي كردن مقاومت ميدان هيگز در مقابل شتاب ميشود و در نهايت اين نيرو يا سرعت به جرم شي افزوده ميشود .
طبق يك نظريه ديگر چون ماهيت نور را ذرهاي و از جنس فوتون ميدانند ، پس ميدان گرانش نيز متشكل از ذراتي به نام گراويتون است . سرعت انتشار گراويتون را بسيار بيشتر از سرعت نور تخمين زدهاند ، براي اينكه سرعت برقراري و انفصال ميادين گرانشي در عالم تقريبا آني و بلادرنگ حدس زده ميشود كه نظريه نسبيت آن را رد كرده است و اين تئوري با نظريه نسبيت سازگاري ندارد براي اينكه حد سرعت در نسبيت سرعت نور است . انيشتين خود مثال جالبي زده است ، وي گفته است : " نور فاصله خورشيد تا زمين را تقريبا در هشت دقيقه طي ميكند . فرض كنيم خورشيد در يك لحظه معدوم گردد . اثر گرانشي آن ، همان لحظه از روي زمين برداشته ميشود و زمين از مسير خود منحرف ميشود ، در حالي كه نور تا هشت دقيقه ديگر ، همچنان به زمين ميرسد " آنچه كه روي ميدهد اين است كه خورشيد ديده ميشود ، در حالي كه وجود خارجي ندارد و اثر گرانشي آن نيز از بين رفته است . و اين مثال خود دليل قانع كنندهاي است كه چون سرعت انفصال ميدان گرانشي آني است پس سرعت تشكيل و انتشار آن نيز آني خواهد بود ، يعني موضوعي كه با اصول اوليه نسبيت در تناقض است ولي واقعيت فيزيكي دارد . بوزون گراويتون نيز تا به امروز در هيچ آشكار سازي مشاهده نشده است . به طور خلاصه نظر نسبيت در مورد گرانش انحناي فضا - زمان است ولي مكانيك كوانتومي خاصيت ذرهاي براي گرانش قائل شده است كه با هم سازگاري ندارند .
در يك سيستم سياهچالهاي همواره دو پارامتر جرم و گرانش در حال افزايش است ، براي اينكه گرانش تابعي از جرم است ولي تئوري هاوكينگ نظر ديگري دارد ، "سياهچالهها به مرور زمان تبخير ميشوند ( جرم از دست ميدهند ) " كه البته ممكن است شرايط براي سياهچالهها متفاوت باشد و آنها رفتارهاي مختلف و غير قابل پيش بيني داشته باشند ولي در كل ، جرم سياهچالهها رو به افزايش است مخصوصا در هسته كهكشانها ، و از طرفي طبق نظريه مكانيك كوانتومي ، امواج الكترومغناطيس حاصل نوسانات الكترونها در لايههاي ( ترازهاي انرژي ) اتمهاست و چون هسته عناصر نيز داراي نوسانات مشابهي هستند و آنها نيز كوانتومي محسوب ميشوند ، پس هستهها نيز ميتوانند امواج الكترومغناطيس به نام پرتوهاي ايكس و همچنين گاماي پر انرژي توليد نمايند البته تواتر در داخل هسته اتمها با دامنه نوساناتي كمتر و با فركانسهاي بيشتري است ، هر چند كه ميدانيم با بالا رفتن فركانس موج الكترومغناطيس ، انرژي و قدرت نفوذ آن هم افزايش مييابد .
اينك ميتوان دريافت كه با توجه به قطر بسيار كوچك نوترونها و دامنه حركتي بسيار محدودي كه ميتوانند داشته باشند ، در زمان ادغام نوترونها چه امواجي با فركانس بسيار بسيار بالا و طول موج بسيار بسيار كوتاهي توليد خواهد شد ، يعني پر انرژيترين امواجي كه ميتوانيم در ذهن خود تجسم كنيم ، كه البته ماهيت آنها از جنس الكترومغناطيس نيست بلكه ماهيت آنها را ميتوانيم گرانشي و يا حتي ذرات فرضي گراويتون در نظر بگيريم . دليل اين مسئله اين است كه شروع يك چنين واكنش هستهاي قوي ميتواند كل پيكرهي يك سياهچاله را با فركانس بسيار بالا به لرزه درآورد و در نتيجه تمامي اجرام سماوي پيرامون سياهچاله به لرزه در خواهند آمد ، اما شروع اين لرزشهاي شديد ميتواند در كل ميدان هيگز منتشره در سرتاسر عالم اثر داشته باشد و انرژي اين لرزهها را به ساير ذرات بنيادي عالم منتقل كند ، اين اثر را ميتوانيم اثر متقابل جرم ذرات بر ميدان هيگز تعريف كنيم ، زيرا در اين نظريه جرم ذرات متناسب با شدت ميدان هيگز ضرب در شدت برهمكنش است ، يعني همانطور كه ميدان هيگز باعث بوجود آمدن جرم ذرات ميشود و در آنها تاثير دارد ، تغيير ناگهاني جرم ذرات نيز ميتواند بر ميدان هيگز اثر كند ، حتي تكانههاي سريع و شديد ذرات در فضا نيز در ميدان هيگز موثر است . اين دقيقا به معني به هم خوردن تعادل اجرام سماوي در كل عالم به علت تغيير در جرم حالت سكون آنهاست ، در مراحل ابتدايي شروع اين واكنش در يك سياهچاله يك شوك خفيف به ميدان هيگز وارد ميشود كه اجرام سماوي در كل عالم احساس سبك و سنگين شدن خفيفي را خواهند داشت و در مراحل تشديد واكنش ، ستارگان به علت از دست دادن تعادل فيزيكي ، با سرعت به كام سياهچالههاي ديگر فرو ميروند و با رسيدن سياهچالهها به جرم بحراني خود ، واكنشهاي جديد نوتروني در تمامي نقاط هستي شروع ميشود ، و دليل آن اين است كه تمامي اجرام سماوي مخصوصا سياهچالهها از طريق اين ميدان فرضي هيگز به همديگر مربوط ميشوند و همگي آنها جرم خود را مديون اين ميدان يكپارچه هستند كه ميتوان اين پديده را انقلاب دوم ستارگان نوتروني ناميد . نكته مهم اينكه انرژي حاصل از ادغام نوترونها نميتواند به صورت امواج الكترومغناطيس باشد ، چرا كه اين امواج قدرت خروج از ميدان جاذبه سياهچاله را نخواهند داشت و نيرو و فشار گرانش بسيار قوي در داخل سياهچاله اجازه توليد امواج الكترومغناطيس را نخواهد داد و اگر مقداري از امواج الكترومغناطيس هم توليد شود در همان بطن سياهچاله باقي خواهد ماند و باعث وارد كردن شوك به كل جرم سياهچاله خواهد شد . اصولا سرعت انتشار امواج گرانشي خيلي بيشتر از سرعت امواج الكترومغناطيسي است و دليل آن وجود ميدان قوي گرانشي پيرامون سياه چاله است كه اگر اينطور نبود گرانش سياه چاله هرگز نميتوانست خارج از جرم نوتروني پديدار شود ، يعني همانطور كه هيچ روشنايي محسوسي پيرامون سياه چالهها قابل رويت نيست و به اين دليل نام آنها را سياه چاله گذاردهاند . نكته بسيار مهم ديگر اينكه سرعت ذرات گراويتون بيشتر از سرعت نور تخمين زده شده است ، در واقع چنين به نظر ميرسد كه اگر سرعت انتشار تك موج گرانشي در عالم آني نباشد ولي بسيار زياد خواهد بود و خبر روي داد انفجار اولين سياهچاله در عرض چندين هزار سال به تمام نقاط عالم سرايت مي كند البته بسته به اينكه اين انفجار در كجاي عالم روي دهد . در حقيقت انرژي و قدرت نفوذ آن به واسطه فركانس بسيار بسيار بالا افزايش چشم گيري خواهد داشت و دليل اين پديدهها از ديدگاه مكانيك كوانتوم اين است كه در فضاي دور از ماده و غبار كيهاني ، يعني آنجايي كه هيچ نشانهاي از ماده مشاهده نميشود ، گرانش و به بياني ديگر كوانتومهاي حامل نيروي گرانش ، يعني گراويتونها حضوري انكار ناپذير دارند ، يعني در هر نقطهاي از فضا آثار گرانشي وجود دارد كه تعداد زيادي گراويتون وجود خواهد داشت ، تك موج گرانشي را ميتوانيم موج گرانش حامل يا نوسان دهنده ذرات فرضي گراويتون يا ساير ذرات بدانيم كه با سرعت سرسام آوري در فضا در حال گسترش است كه هر كجا با ماده و پاد ماده تصادمي داشته باشد آن را منهدم ميكند . تراكم سياهچالهها در مراكز كهكشانها بيشتر از مكانهاي ديگر عالم است ، يعني در مكاني كه تراكم ستارگان نيز زياد است ، اين مسئله بدين معني است كه جرم بسيار زيادي در كنار سياهچالهها فراهم و مهياي انفجار شده است ، واكنش هستهاي از نوع چهارم از مراكز كهكشانها شروع ميشود و بسيار سريع گسترش مييابد و كل جرم كهكشان را فرو ميريزد و به كهكشانهاي ديگر سرايت ميكند . شواهد تجربي بسياري وجود دارد كه نشان ميدهد كه گرانش تحت شرايطي ميتواند انرژي الكترومغناطيس توليد كند هر چند كه اين پديده اين نظريه را تقويت ميكند كه نيروهاي گرانشي و الكترومغناطيسي مبدا واحدي دارند يا بهتر است بگوييم از نيروي واحدي نشات ميگيرند ، ولي اين احتمال وجود دارد كه در زمان شروع واكنش در يك سياهچاله ، در خارج از آن امواج الكترومغناطيس پر قدرتي همچون اشعه ايكس يا پرتوهاي گاما توليد و گسترش يابد .
معادلات ميدان نسبيت عام نشان ميدهد كه چگالي تا بينهايت قابل افزايش است و به همين ترتيب حجم ميتواند تا صفر هم كاهش يابد ولي قبول اين مسئله بسيار دشوار است براي اينكه ماده بدون حجم موجوديت فيزيكي و حتي تعريف فيزيكي ندارد ، زيرا يكي از خصوصيات و تعاريف ماده اشغال فضاست ، جرم بدون اشغال فضا بي معني و تعريف نشده است . تحت هر شرايطي ماده ميبايست موجوديت خود را حفظ و اعلام كند و اين موجوديت در داشتن حجم و اشغال فضاست . در واقع هر جسمي قبل از آنكه حجمش به صفر برسد منفجر ميشود و علت آن را ميتوانيم چنين بيان كنيم كه ماده در گذشتن از مرز بقا به طرف فنا مجبور است جرم خود را به انرژي تبديل كند و تغيير حالت و فرم دهد و بعد از اينكه جرمش نابود و صفر شد حجمش به صفر برسد و فاني شود كه اين مسئله يكي از نقاط ضعف نظريه نسبيت است .
اصولا چون چگالي حاصل تقسيم جرم بر حجم است و با افزايش جرم كلي يك سياهچاله ، نيروي فشار گرانش درون آن افزايش مييابد و چگالي در مركز سياهچاله به طرف بينهايت و حجم به طرف صفر ميل ميكند ، انفجار در داخل سياهچالهها اجتناب ناپذير بوده و هيچ راه ممكني براي جلوگيري از آن موجود نميباشد و هستي در نهايت به پايان خود خواهد رسيد .

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 517]