دانستنی ها
وبلاگی برای تمامی سنین
درباره وبلاگ


با سلام خدمت عزیزانی که این وبلاگ را مورد بازدید قرار دادند. لازم به ذکر است که تمامی مطالب این وبلاگ متعلق به تیم دانستنیها است و استفاده از آن به شرط ذکر منبع مانعی ندارد. با تشکر!!!
مدیر وبلاگ:
احسان آخرت دوست

مدیر وبلاگ : آتنا آخرت دوست
نظرسنجی
بزرگترین دانشمند ایرانی از نظر شما؟










سه شنبه 18 تیر 1392 :: نویسنده : آتنا آخرت دوست
در ۲۹ اوریل ۱۹۸۰ در سالن كنفرانس كوكرافت در كمبریج انگلستان جایی كه عرصه بالیدن تامسون و راترفورد بود، دانشمندان و مقامات دانشگاه روی صندلی های ردیف شده بر كف شیب دار سالن كه مقابل دیواری پوشیده از وایت برد و پرده اسلاید بود، گرد هم آمده بودند. این جلسه برای وضع اولین خطابه یك پروفسور جدید كرسی لوكاشین(Lucasian) ریاضی برقرار شده بود. این پروفسور استفن ویلیام هاوكینگ ریاضی دان و فیزیك دان ۳۸ ساله بود.

عنوان خطابه یك سوال بود: آیا دورنمای پایان فیزیك نظری دیده می شود؟

و هاوكینگ با اعلام این كه پاسخ او به این سوال مثبت است، شنوندگان را شگفت زده كرد! او از حضار دعوت كرد تا به او بپیوندند و با گریزی شورانگیز از میان زمان و مكان جام مقدس علم را بیابند. یعنی نظریه ای كه جهان و هر چه را كه در آن روی می دهد، تبیین كند.


استفن هاوكینگ در حالی كه یكی از شاگردانش خطابه او را برای جمعیت گرد آمده قرائت می كرد. روی صندلی چرخ دار نشسته بود. در یك قضاوت ظاهری به نظر نمی رسید كه او انتخاب مناسبی برای رهبری یك كار خطیر باشد. فیزیك نظری برای او گریز بزرگی از یك زندان بود. زندانی بسیار بدتر از آن چه در مورد آزمایشگاه های قدیمی كاوندیش به طعنه بیان می شد. از اوایل بیست سالگی او با بیماری از كار افتادگی روزافزون كه از مرگ زودرس او خبر می داد، می ساخت. هاوكینگ مبتلا به اسكلروز جانبی آمیوتروفیك(Amyotrophic Lateral Sclerosis) یا ALS بود و زمانی كه كرسی لوكاشین رو عهده دار شد، دیگر توانایی راه رفتن، نوشتن، غذا خوردن، را نداشت و اگر سرش به پایین می افتاد نمی توانست آن را بلند كند. صحبت كردن او غیر مفهوم و فقط برای كسانی كه وی را خوب می شناختند قابل درك بود. برای خطابه لوكاشین، او با زحمت فراوان متن مورد نظر خود را قبلاْ دیكته كرده بود تا شاگردش بتواند، آن را قرائت كند. اما هاوكینگ معلول نبوده و نیست. او یك ریاضی دان و فیزیك دان برجسته است و بسیاری او را برجسته ترین فیزیك دان پس از انیشتین می دانند. كرسی لوكاشین یك مقام آكادمیك ممتاز است كه زمانی سر آیزاك نیوتن عهده دار آن بود.

هاوكینگ ضمن مبارزه دائمی با بیماری لاعلاجش همواره در تلاش برای دستیابی به پاسخ این سوال اصلی كیهان شناسی بوده است كه این جهان از كجا آمده و به كجا می رود؟ زندگی او تلاشی مستمر و پیگیر در راه كشف حقایق این جهان است. او به دنبال نظریه «همه چیز» است. نظریه جامعی كه بتواند قوانین حاكم بر جهان را در یك سری معادلات و قواعد خلاصه كند. موقعی كه نظریه نسبیت عمومی انیشتین را برای توضیح برخی ویژگی های فیزیكی سیاهچاله ها ناتوان می بیند، به مكانیك كوانتومی متوسل می شود. سعی می كند این دو را در هم آمیزد. فرضیه ای مطرح می كند. فرضیه اش را مورد سوال قرار می دهد. در راه كشف حقیقت به سوال هایی برمی خورد. فضای خالی، خالی نیست! سیاه چاله ها سیاه نیستند! آغازها می توانند پایان ها باشند و …. حقیقت بسیار پیچیده و گریزان است. آیا هاوكینگ و دانشمندان دیگر روزی به نظریه همه چیز دست خواهند یافت؟

دانشمندان زیادی در این زمینه تلاش می كنند. برخی حداقل به اندازه هاوكینگ شهرت دارند. اما چیزی كه زندگی هاوكینگ را متمایز می كند، امید است. ۳۹ سال از از زمانی كه پزشكان برای هاوكینگ عمری دو یا سه ساله در حالی كه تكه گوشتی بیشتر نخواهد بود پیش بینی كرده بودند، می گذرد. او هنوز با بیماریی كه تمام عضلات او را از كار انداخته است، مبارزه می كند و كماكان به حیات پربار خود ادامه می دهد. پیام او به دیگران همواره این بوده است كه به بیماری اش نیندیشند.

قواعدی پشت قواعد دیگر

هر ماده ای كه بیندیشیم در جهان وجود دارد(مردم، هوا، یخ، ستارگان، گازها، میكروب ها، صفحه مانیتور شما) از اجزاء ساختاری بسیار ریزی به نام اتم تشكیل شده اند. می دانیم كه اتم ها بنوبه خودشان از موجودات كوچكتری به نام ذرات و یك فضای خالی بسیار بزرگ(در مقایسه با ابعاد این ذرات) ساخته شده اند. همچنین می دانیم كه برخی از ذرات خود از ذرات ریزتری تشكیل شده اند.

ذرات مادی رو كه همگی می شناسیم. پروتون ها و نوترون ها در هسته اتم و الكترون ها كه به دور هسته می چرخند. ذرات مادی اتم رو به نام كلی فرمیون ها می شناسیم.

فرمیون ها یك سیستم پیام رسانی دارند كه بین آن ذرات رد و بدل شده و به راه های معینی موجب ایجاد تاثیر و در نتیجه تغییراتی در آن ها می شود. سیستم پیام رسانی انسان ها را در نظر بگیرید. كبوتر نامه بر، پست، تلفن و فكس سرویس های این سیستم می تانند نامیده شوند. اما همه انسان ها از هر ۴ سرویس فوق برای رد و بدل كردن پیام بین همدیگر استفاده نمی كنند.

در مورد ذرات مادی هم سیستم پیام رسانی وجود دارد كه سرویس های چهارگانه ای دارد. این سرویس ها را نیرو می نامیم. ذراتی وجود دارد كه این پیام ها را بین فرمیون ها و در برخی موارد حتی بین خود رد و بدل می كنند. این ذرات پیام رسان به طور مشخص بوزونBoson نامیده می شوند.

پس هر ذره ای كه در جهان وجود دارد یا فرمیون هست یا بوزون.

گفتیم كه سرویس های پیام رسان ۴گانه نیرو نامیده می شوند. یكی از این نیروها گرانش هست. نیروی گرانش را كه ما را روی زمین نگه می دارد، می توانیم مثل پیامی در نظر بگیریم. حامل این پیام نوعی بوزون هست كه گراویتون نامیده می شود. گراویتون ها حامل پیامی بین ذرات اتم های بدن ما و ذرات اتم های زمین هستند و به ذرات مذكور می گویند كه به هم نزدیك شوند.

نیروی دوم یا نیروی الكترومغناطیس پیام هایی هست كه به وسیله بوزون هایی به نام فوتون بین پروتون های درون هسته یك اتم و الكترون های نزدیك به آن، یا بین الكترون ها رد و بدل می شوند. این پیام ها موجب می شوند كه الكترون ها دور هسته گردش كنند. در مقیاس های بزرگ تر از اتم فوتونها خودشان را بصورت نور نشان می دهند. سومین سرویس پیام رسان نیروی قوی است كه موجب می شود هسته اتم یكپارچگی خود را حفظ كند و چهارمین سرویس نیروی ضعیف است كه موجب رادیواكتیویته می شود.

فعالیت این ۴ نیرو باعث رد و بدل شدن پیام بین كلیه فرمیون های جهان و برهمكنش بین آنها می شود. بدون این ۴ نیرو هر فرمیون اگر هم وجود داشته باشد در جدایی به سر می برد، بدون این كه بتواند با آنها مرتبط شود و بر آنها تاثیر بگذارد. بزبان ساده تر:

اگر چیزی بوسیله این چهار نیرو روی ندهد، اتفاقی نخواهد افتاد.

درك كامل این چهار نیرو به ما امكان می دهد تا اصولی را كه مبنای همه رویدادهای جهان هست، درك كنیم.

بسیاری از كارهای فیزیك دانان قرن بیستم برای آگاهی بیشتر از طرز عمل این جهار نیروی طبیعی و ارتباط بین آنها انجام شد. در سیستم پیام رسانی انسان ها، ممكن هست به این موضوع واقف بشیم كه تلفن و فكس دو سرویس جداگانه نیستند. بلكه هر دو اجزای یك سیستم واحدند كه به دو طریق متفاوت جلوه گر می شوند. آگاهی از این واقعیت موجب یگانگی دو سیستم پیام رسانی خواهد شد. به طریق مشابهی فیزیك دان ها تا حدودی با موفقیت سعی كردند نوعی یگانگی بین نیروها رو استنباط كنند. آنها امیدوار بودند نظریه ای بیابند كه در غایت امر هر چهار نیرو را بوسیله یك ابرنیرو توجیه كند. نیرویی كه خودش را به گونه های مختلف نشان می دهد و نیز موجب یگانگی فرمیون ها و بوزون ها در یك خانواده می شود. فیزیك دان ها این نظریه را نظریه یگانگی نام دادند. این نظریه باید دنیا را توجیه كند. یعنی نظریه همه چیز باید یك قدم پیش تر برود و به این سوال پاسخ بده: دنیا در لحظه آغاز قبل از این كه زمانی بگذرد، چگونه بوده است؟

فیزیك دان ها همین سوال را بزبان خودشان با این عبارت بیان می كنند كه: شرایط اولیه یا شرایط مرزی در آغاز جهان چه بوده است؟

درك كامل ابرنیرو ممكن هست كه درك شرایط مرزی را هم برای ما امكان پذیر كند. از طرف دیگر ممكن است كه ضروری باشد كه ما شرایط مرزی را بدانیم تا بتوانیم ابرنیرو را بفهمیم. این دو بطور تنگاتنگی با یكدیگر ارتباط دارند و نظریه پردازان هم از هر دو طرف مشغول كار هستند تا به «نظریه همه چیز» ( از منشاآلمانی= Weltformel ) دست پیدا كنند.

نظریه ها

نظریه نسبیت عام اینشتین نظریه ای در باره جرم های آسمانی بزرگ مثل ستارگان، سیارات و كهكشان هاست كه برای توضیح گرانش در این سطوح بسیار خوب است.

مكانیك كوانتومی نظریه ای است كه نیروهای طبیعت را مانند پیام هایی می داند كه بین فرمیون ها(ذرات ماده) رد و بدل می شوند. این نظریه اصل ناامیدكننده ای را نیز كه اصل عدم قطعیت نام دارد در بر می گیرد. بنابر این اصل هیچ گاه ما نمی توانیم همزمان مكان و سرعت(تندی و جهت حركت) یك ذره را با دقت بدانیم. با وجود این مسئله مكانیك كوانتومی در توضیح اشیاء، در سطوح بسیار ریز خیلی موفق بوده بوده است.

یك راه برای تركیب این دو نظریه بزرگ قرن بیستم در یك نظریه واحد آن است كه گرانش را همانطور كه در مورد نیروهای دیگر با موفقیت به آن عمل می كنیم، مانند پیام ذرات در نظر بگیریم. یك راه دیگر بازنگری نظریه نسبیت عام اینشتین در پرتو نظریه عدم قطعیت است.

اما اگر نیروی گرانش را مانند پیام بین ذرات در نظر بگیریم، با مشكلاتی مواجه می شویم. قبلاْ دیدیم كه شما می توانید نیرویی را كه شما را روی زمین نگه می دارد، مثل تبادل گراویتون ها(همان پیام رسان های گرانش) بین ذرات بدن خود و ذراتی كه كره زمین را تشكیل می دهند، در نظر بگیرید. در اینصورت نیروی گرانشی با روش مكانیك كوانتومی بیان می شود. اما چون همه گراویتونها بین خود نیز رد و بدل می شوند، حل این مساله از نظر ریاضی بسیار بغرنج می شود. بی نهایت هایی حاصل می شوند كه خارج از مفهوم ریاضی معنایی ندارند. نظریه های علم فیزیك واقعاْ نمی توانند با این بی نهایت ها سر و كار داشته باشند. آن ها اگر در نظریه های دیگر یافت شوند، تئوریسین ها به روشی كه آن را ری نرمالیزیشن یا بازبهنجارش می نامند، متوسل می شوند. ریچارد فاینمن در این باره می گوید: این كلمه هر چقدر زیركانه باشد، باز من آن را یك روش دیوانه وار می نامم. خود او هنگامی كه روی نظریه اش در مورد نیروی الكترومغناطیسی كار می كرد، از این روش سود جست. اما او به این كار زیاد راغب نبود. در این روش از بی نهایت های دیگری برای خنثی كردن بی نهایت های نخستین، استفاده می شود. نفس این عمل اگر چه مشكوك است ولی نتیجه در بسیاری از موارد كاربرد خوبی دارد. نظریه هایی كه با به كارگیری این روش به دست می آیند، خیلی خوب با مشاهدات همخوانی دارند.

استفاده از روش بازبهنجارش در مورد نیروی الكترومغناطیسی كارساز است ولی در مورد گرانش این روش موفق نبوده. بی نهایت ها در مورد نیروی گرانش از جهتی بدتر از بی نهایت های نیروی الكترومغناطیسی هستند و حذفشان ممكن نیست. ابرگرانش كه هاوكینز در خطابه لوكاشین خود بدان اشاره كرد و نظریه ابرریسمان كه در ا» اشیاء بنیادی جهان، بصورت ریسمان های نازكی هستند، پیشرفت های امیدوار كننده ای داشته اند، اما هنوز مسئله حل نشده است.

راه دیگر

از طرف دیگر اگر ما مكانیك كوانتومی را برای مطالعه اجسام بسیار بزرگ در قلمرویی كه گرانش فرمانروای بی چون و چرا است، بكار گیریم، چه خواهد شد؟ به دیگر سخن اگر ما آنچه را كه نظریه نسبیت عام در باره گرانش می گوید، در پرتو اصل عدم قطعیت بازنگری كنیم، چه اتفاقی خواهد افتاد؟

همانطور كه گفتیم طبق اصل عدم قطعیت(Uncertainty principle) نمی توان با دقت مكان و سرعت یك ذره را همزمان اندازه گرفت. آیا این بازنگری موجب تفاوت زیادی خواهد شد؟ در ادامه خواهیم دید كه استفن هاوكینگ در این زمینه به چه نتایج شگرفی دست یافته است.

سیاهچاله ها سیاه نیستند!

شرایط مرزی ممكن است به این نتیجه منتهی شود كه مرزی وجود ندارد حالا كه از ضد و نقیض ها گفتیم، یكی دیگر هم اضافه كنیم:

فضای خالی، خالی نیست .در ادامه خواهیم دید كه چگونه می توان به این نتیجه رسید. فعلا همینقدر بدانیم كه اصل عدم قطعیت بدان معنی است كه فضا مملو از ذره و پادذره است!

نظریه نسبیت عام همچنین به مـــا می گوید كـــه وجود ماده یـــا انرژی سبب خمیدگی یــا تاب خوردن فضا زمان می شود. یك نمونه خمیدگی آشنا می شناسیم. خمیدگی باریكه های نور ستارگان دور هنگامی كه از نزدیكی اجسام با جرم بزرگ نظیر خورشید می گذرند.

این دو موضوع را به یاد داشته باشیم:

۱) فضای «خالی» از ذرات و پادذرات پر شده است. جمع كل انرژی آن ها مقداری عظیم یا مقداری بی نهایت از انرژی است.

۲) وجود این انرژی باعث خمیدگی فضا زمان می شود.

تركیب این دو ایده ما را به این نتیجه می رساند كه كل جهان می بایستی در یك توپ كوچك پیچیده شده باشد. چنین چیزی روی نداده است! بدین سان موقعی كه از نظریه های نسبیت عام و مكانیك كوانتومی توامان استفاده می شود، پیشگویی آن ها اشتباه محض است.

نسبیت عام و مكانیك كوانتومی هر دو نظریه های فوق العاده خوب و از موفق ترین دستاوردهای فیزیك در قرن گذشته هستند. از این دو نظریه نه تنها برای هدف های نظری بلكه برای بسیاری كاربردهای عملی، به نحوی درخشان استفاده می شود. با وجود این اگر آن ها را با هم در نظر بگیریم، نتیجه همانطور كه دیدیم بی نهایت ها و بی معنی بودن است. نظریه همه چیز باید به نحوی این بی معنا بودن را حل كند.





نوع مطلب : فیزیک، 
برچسب ها : پایان فیزیک، پایان فیزیک چیست؟، فیزیک، علم فیزیک، آخر فیزیک،
لینک های مرتبط :
پنجشنبه 31 فروردین 1396 07:59 ق.ظ
Hi, Neat post. There is an issue along with your site in web explorer, might check this?
IE still is the market leader and a good element of people
will miss your fantastic writing due to this problem.
سه شنبه 18 تیر 1392 10:39 ق.ظ
با سلام....
این پیام رو یکی به من نظر داد بنده بهش عمل کردم.. تو رو به امام زمان قسم می دم این پیام رو بخوانید.دختری از خوزستانم که پزشکان از علاجم نا امید شدند.شبی خواب حضرت زینب (س)را دیدم در گلوم اب ریخت شفا پیدا کردم ازم خواست اینو به بیست نفر بگم. این پیام به دست کارمندی افتاد اتقاد نداشت کارشو از دست داد.مرد دیگری اعتقاد داشت 20 میلیون به دست اورد. به دست کس دیگری رسید عمل نکرد پسرشو را از دست داد.اگه به حضرت زینب اعتقاد داری این پیامو واسه 20 نفر بفرست............ 20 روز دیگه منتظر معجزه باش.ممنون
.........................................................
اللهم عجل لولیک الفرج
سه شنبه 18 تیر 1392 10:26 ق.ظ
یاالله
سلام علیکم و رحمۀ الله...
زیبا بود
دست شما درد نکنه...
اگر گذرت خورد ی سری هم دلنوشته های ما هم بزن...
خواستی هم میتونیم تبادل لینک و تبادل لوگو کنیم...
در پناه حق تعالی
یاعلی
آتنا آخرت دوستان شاء الله برادر
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :


.

 
 
 
ساخت وبلاگ در میهن بلاگ

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | اخبار کامپیوتر، فناوری اطلاعات و سلامتی مجله علم و فن | ساخت وبلاگ صوتی صدالاگ | سوال و جواب و پاسخ | رسانه فروردین، تبلیغات اینترنتی، رپرتاژ، بنر، سئو