فیزیک درباره آغاز جهان چه می گوید؟

یکی از بزرگترین پرسش های کیهان شناسان فهم و توضیح رویدادهای آغاز کیهان است. ایده اصلی کار آنها مانند چک دوباره صحنه های ضبط شده توسط دوربین ورزشگاه هاست. برای تحلیل دقیق یک رویداد  و اینکه متوجه شویم در یک لحظه به خصوص چه اتفاقی افتاده است؛ باید فیلم را به عقب برگرداند. البته در خصوص کیهان دوربینی در کار نیست و این معادلات ریاضی و مدلسازی ها هستند که وقایع لحظات آغازین کیهان را به ما نشان می دهند.

پایه بسیاری از مدل های کیهان شناسی نظریه نسبیت عام اینشتین است که در سال ۱۹۱۵ مطرح شد. الکساندر فریدمان در سال ۱۹۲۳ به حل معادلات اینشتین برای زمانی مشخص در ابتدای شکل گیری کیهان دست یافت. نتیجه کار وی نشان می داد جهان در لحظات اولیه چگالی بسیار زیادی داشته ؛ چیزی مانند تکینگی در مرکز یک سیاهچاله. همچنین طبق یافتهء فریدمان؛ جهان در آغاز؛ دمای بسیار زیاد ؛ در حد ۱۰ به توان ۳۲ کلوین داشته است. چیزی که بعدها انفجار بزرگ یا Big Bang  نامیده شد.. در سال ۱۹۶۵؛ آرنو پنزیاس Arno Allan Penzias و رابرت ویلسون Robert Wilson که در حال آزمودن وسیله ارتباط رادیویی آزمایشگاه های بل تلفن بودند؛ متوجه تابش زمینه کیهانی ((CMB cosmic microwave background شدند. این موضوع شاهد محکمی در تایید نظریه های آغاز کیهان بود. تابشی معادل تابش سیاه در حدود ۳ کلوین که می شد آن را از هر جهت آسمان دریافت کرد.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

سوال: سیاهچاله‌ها به دلیل چگال بودن جاذبه ی زیادی دارند و به دلیل این جاذبه نور هم نمیتواند از آن عبور کند.پس همیشه سیاه است.اما ستاره‌های نوترونی بسیار چگال تر از سیاهچاله‌ها هستند ولی آنها را میبینیم.دلیلش چیست؟

پاسخ: خیر اینطور نیست. ستاره های نوترونی نسبت به سیاهچاله ها از چگالی کمتری برخوردار هستند. درواقع در عالم هستی جسمی چگال تر از سیاهچاله وجود ندارد.

بطور کل ستاره شناسان از ۳ مبنای: واحد نجومی، سال نوری و پارسک برای محاسبه فواصل زیاد بین ستارگان و کهکشان ها استفاده می کنند، که در زیر به اختصار شرح داده شده است.

۱- واحد نجومی (AU): از این واحد معمولا در مقیاسهای منظومه شمسی استفاده می شود، همچنین برای بیان فواصل ستاره های دوتایی نزدیک بهم و سیارات فرا خورشیدی نیز از این واحد استفاده می شود. بعنوان مثال به فاصله زمین تا خورشید یک “واحد نجومی”(Astronomical unit) گفته میشود که برابر با ۱۵۰ میلیون کیلومتر است و کوچکترین واحد فواصل نجومی محسوب میشود. طبق این واحد فاصله پلوتو تا زمین ۴۰ واحد نجومی میباشد.

۲ – سال نوری (LY): “سال نوری” (Light year) یکی از یکاهای پر کاربرد در سنجش فاصله اجرام فضایی و کیهانی میباشد. سال نوری طبق تعریف برابر است با مسافتی که نور در خلاء در مدت یک سال طی می‌کند. بعنوان مثال نزدیک ترین سامانه ستاره ای به ما یعنی آلفا قنطورس حدود ۴٫۳ سال نوری با ما فاصله دارد، یعنی اگر شما با سرعت نور که ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه است، به سمت این سامانه ی ستاره ای حرکت کنید از دید ناظر ۴٫۳ سال زمینی در راه هستید.

در این تصویر فاصله خورشید تا منظومه آلفا قنطورس را مشاهده می کنید که بر حسب واحد نجومی مشخص شده است.

۳– پارسک (PC) : واحد دیگری که از سال نوری بزرگتر است “پارسک”(Parsec) نام دارد، هر پارسک برابر ۳٫۲۶ سال نوری یا ۳۱ تریلیون کیلومتر است. در واقع اگر شما از منظومه‌ی شمسی چنان دور شوید که وقتی به مدار زمین نگاه کنید، اندازه شعاع مدار آن به اندازه یک ثانیه قوسی دیده شود، شما در فاصله‌ی یک پارسکی از زمین قرار گرفته‌اید! بعنوان مثال بر حسب پارسک فاصله ستاره آلفا قنطورس با زمین ۱٫۳ پارسک است. برای فواصل دورتر از کیلو پارسک که برابر ۱۰۰۰ پارسک و یا مگاپارسک که برابر با ۱۰۰۰۰۰۰ پارسک است استفاده می شود.

منبع: بیگ بنگ

در پست قبل به نظریه نسبیت عام انیشتین پرداختیم و گفتیم که یکی از بهترین نظریه های تاریخ است و آلبرت انیشتین را به عنوان مغز متفکر هزاره سوم مینامند. اما حتی انیشتین هم مبرا از خطا نبود و چند اشتباه بزرگی داشت که دست کمی از نظریه هایش نبود!

يك سوال اينكه آيا شهرت اينشتين در سرازيري سقوط افتاده است؟ از زماني‌كه او به‌عنوان مغز متفكر هزاره سوم انتخاب شد، تنها يك دهه مي‌گذرد. در نظريه‌هايش همه‌چيز مي‌توان يافت: از اتم تا جهان هستي و از پي‌ريزي فناوري باتري‌هاي خورشيدي تا ارسال ماهواره به فضا. اما برخي از اكتشافات جديد، تهديدي براي شهرت او محسوب مي‌شوند. نظريه‌هاي او در تمام ابعاد، از اتم تا جهان هستي، رو به كهنگي و زوال افتاده‌اند. جهان در چنگال نيرويي است كه اينشتين از پذيرفتن آن امتناع كرد، درحالي كه نظريه كوانتوم با تشريح قوانين حاكم بر دنياي اتم‌ها، روزبه‌روز موفق‌تر مي‌شود. حتي باور عميق او به وجود يك نظريه جهانشمول درباره «همه‌چيز» ساده‌لوحانه به‌نظر مي‌آيد. بنابراين اگر تصور مي‌كنيد مي‌توانيد وارث اينشتين شويد لازم است از چالش‌هاي پيش رو آگاهي داشته‌ باشيد…

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

برخی از مهمترین قاعده های اصلی فیزیک مدرن در قوانین ترمودینامیک است. زیرا سه کمیت بنیادی فیزیکی را تعریف می کند که چگونه دما، انرژی و آنتروپی در شرایط محیطی مختلف رفتار می کنند. ولی حالا فیزیکدانان می گویند که در یکی از این قانون ها یک راه گریز پیدا کرده اند و این می تواند یک طرح جدید بسازد از اینکه آنتروپی یا بی نظمی با زمان کاهش می یابد.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...

پژوهشگران آزمایشگاه ملی «اوک‌ریج» می‌گویند وقتی آب در فضایی کوچک تحت فشاری عظیم قرار می‌گیرد، رفتارهای کوانتومی نشان می‌دهد و در وضعیت «تونل‌زنی» قرار می‌گیرد. این چهارمین حالت آب پس از حالت‌های جامد، مایع و گاز است.
فیزیک کلاسیک می‌گوید اگر توپی را به دیواری شوت کنید، قطعاً از دیوار برمی‌جهد؛ اما بر‌اساس فیزیک کوانتومی علاوه بر بازگشت توپ، احتمال دارد که توپ تونل زده و در آن‌سوی دیوار پدیدار شود‌ یا همزمان در دو سوی دیوار دیده شود، یا جایی درون دیوار به دام بیفتد. این همان چیزی است که پژوهشگران دیده‌اند.

نمونه‌های حالت جدید آب در کانال‌های شش‌وجهی بسیار ریز موجود در یاقوت معدنی کشف شده که جواهرات زمرد آبی و زمرد سبز را از آن استخراج می‌کنند. پهنای این کانال‌ها به‌اندازه‌ی پنج اتم است و در عمل، همانند قفسی عمل می‌کنند که یک مولکول آب را حبس می‌کند.
پژوهشگران با آزمایش پراکندگی نوترون روی یاقوت معدنی متوجه شدند اثرات مربوط به اتم‌های هیدروژن همزمان در شش جهت‌گیری مختلف ظاهر می‌شوند و این به آن معنی است که این اتم‌ها توزیعی حلقوی دارند که از ویژگی‌های تونل‌زنی کوانتومی است.

منبع: پروفسورها

فلاسفه و پژوهشگران از دیرباز در جستجوی راه هایی برای درک نور بوده اند. آنان علاوه بر تلاش برای درک ویژگی های اصلی نور(اینکه نور از ذره یا موج تشکیل شده)، در خصوص اینکه نور با چه سرعتی حرکت می کند، محاسبات متناهی انجام داده اند. دانشمندان از اواخر قرن هفدهم محاسبات را با تاکید بر افزایش دقت در دستور کار خود قرار داده اند. به همین منظور، آنان به بینش بهتری پیرامون مکانیک نور و نقش مهمی که در فیزیک، اخترشناسی و کیهان شناسی ایفا می کند، دست یافته اند. به عبارت ساده تر، نور با سرعتی باورنکردنی حرکت می کند و سریع ترین چیزی است که در جهان شناخته می شود.

برای مطالعه بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید...