تاریخ : 01 شهریور 1396
زمان : 18:10:41
نظر سنجی
  • جای خالی چه مطلب خاصی را در این وبلاگ احساس می کنید؟

مطالب عادی و روزمره
مطالب بسیار بغرنج و ثقیل الدرک

مشاهده نتایج


موضوعات

منوی کاربری

میهمان گرامی خوش آمدید





آمار وبسایت
  • بازدید امروز : 511 بار
  • بازدید دیروز : 665 بار
  • بازدید ماه : 511 بار
  • بازدید کل : 561101 بار

  • 1 2 3 4
    تبلیغات
    آخرین ارسال های انجمن
    هیچ ارسال جدیدی برای تالار گفتمان وجود ندارد .
    سفر در زمان چطور انجام میشود؟

    یکی از جالبترین افکار بشر، ایده جابجایی در بعد زمان است.

     

    البته اگر از یک بعد دیگر به قضیه نگاه کنیم همه ما مسافر زمان هستیم. همین الان که شما این را میخوانید، زمان در حول و حوش و به پیش میرود و آینده به حال و حال به گذشته تبدیل میشود. نشانه اش هم رشد موجودات است. ما بزرگ میشویم و میمیریم. پس زمان در جریان است.

    آلبرت اینشتین با ارائه نظریه نسبیت خاص نشان داد که این کار از نظر تئوری شدنی است. بر طبق این نظریه اگه شیئی به سرعت نور نزدیک شود گذشت زمان برایش آهسته تر صورت میگیرد. بنابراین اگر بشود با سرعت بیش از سرعت نور حرکت کرد، زمان به عقب برگردد. مانع اصلی این است که اگر جسمی به سرعت نور نزدیک بشود جرم نسبی ان به بینهایت میل میکند لذا نمیشود شتابی بیش از سرعت نور پیدا کرد. اما شاید یه روز این مشکل هم حل شود. بر خلاف نویسنده ها و خیالپردازها که فکر میکنند سفر در زمان باید با یک ماشین انجام شور، دانشمندان بر این عقیده هستند که اینکار به کمک یک پدیده طبیعی صورت میگیرد. در این خصوص سه پدیده مد نظر است: سیاهچاله های دوار، کرم چاله ها و ریسمانهای کیهانی.

     سیاهچاله ها: اگر یه ستاره چند برابر خورشید باشد و همه سوختش را بسوزاند، از انجا که یک نیروی جاذبه قوی دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده میشود و یک حفره سیاه رنگ مثل یه قیف درست میکند که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد طوری که حتی نور هم نمیتواند از ان فرار کند.

    اما این حفره ها بر دو نوع هستد. یه نوعشان نمی چرخند لذا انتهای قیف یک نقطه است. در انجا هر جسمی که به حفره مکش شده باشه نابود میشود. اما یه نوع دیگر سیاهچاله نوعی است که در حال دوران است و برا همین ته قیف یه قاعده داره که به شکل حلقه اس. مثل یک قیف واقعی است که تهش باز است. همین نوع سیاهچاله است که میتواند سکوی پرتاب به آینده یا گذشته باشد. انتهای قیف به یک قیف دیگر به اسم سفیدچاله میرسد که درست عکس ان عمل میکند. یعنی هر جسمی را به شدت به بیرون پرتاب میکند. از همین جاست که میتوانیم پا به زمانها و جهان های دیگر بگذاریم.

    کرم چاله : یک سکوی دیگر گذر از زمان است که میتواند در عرض چند ساعت ما را چندین سال نوری جابجا کند. فرض کنید دو نفر دو طرف یک ملافه رو گرفته اند و میکشند. اگر یک توپ تنیس بر روی ملافه قرار دهیم یک انحنا در سطح ملافه به سمت توپ ایجاد میشود.

    اگر یک تیله به روی این ملافه قرار دهیم به سمت چاله ای که ان توپ ایجاد کرده است میرود. این نظر اینشتین است که کرات آسمانی در فضا و زمان انحنا ایجاد میکنند؛ درست مثل همان توپ روی ملافه. حالا اگه فرض کنیم فضا به صورت یک لایه دوبعدی روی یه محور تا شده باشد و بین نیمه بالا و پایین ان خالی باشد و دو جرم هم اندازه در قسمت بالا و پایین مقابل هم قرار گیرد، آن وقت حفره ای که هر دو ایجاد میکنند میتواند به همدیگر رسیده و ایجاد یک تونل کند. مثل این که یک میانبر در زمان و مکان ایجاد شده باشد. به این تونل میگویند کرم چاله.

     این امید است که یک کهکشانی که ظاهرا میلیونها سال نوری دور از ماست، از راه یک همچین تونلی بیش از چند هزار کیلومتر دور از ما نباشئ. در اصل میشود گفت کرم چاله تونل ارتباطی بین یک سیاهچاله و یه سفیدچاله است و میتواند بین جهان های موازی ارتباط برقرار کند و در نتیجه به همان ترتیب میتواند ما را در زمان جابجا کند. آخرین راه سفر در زمان ریسمانهای کیهانی است. طبق این نظریه یک سری رشته هایی به ضخامت یه اتم در فضا وجود دارند که کل جهان را پوشش میدهند و تحت فشار خیلی زیادی هستند. اینها هم یه نیروی جاذبه خیلی قوی دارند که هر جسمی را سرعت میدهند و چون مرزهای فضا زمان را مغشوش میکند لذا میشود از انها برای گذر از زمان استفاده کرد.

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    سفر در زمان

    از زمانی که انسان پای به عرصه ی وجود گذاشته است همواره نگاهی به آسمان انداخته است و سؤالات بیشماری در ذهنش تداعی شده است . اما با این وضع نمی توانست پاسخی قانع کننده برای آنها بیابد ، زیرا علمش بسیار محدود بود .

    تا زمانی که اسپنتیک روسی دروازه های آسمان را شکافت و به فضای بیکران راه یافت ؛ در آن زمان شوروی خود را قطب فضایی دنیا می دانست و به خود می بالید ، حال دوباره سؤالات قدیمی قدرت گرفته بود .

     همانطور که می دانیم از قدیم الایام یکی از جذاب ترین و هیجان انگیز ترین سؤالات برای هر انسان با عقل سلیم این بود است که آیا واقعا" سفر در زمان امکان پذیر است یا نه ؟ شاید از موضوع از این منظر جالب باشد که ما یا هر انسان دیگر بتواند پیشینیان و اجداد خود را ببیند و یا اینکه با نوادگان خود به گفتگو بپردازد .

     اگر در نجوم و اخترفیزیک کمی مطالعه داشته اید حتما" به مقالاتی از این دست برخورده اید که این موضوع را از منظری خاص مورد بررسی قرار داده اند  و البته هر کدام در جای خود ارزشمند هستند . همچنین می دانیم که تا کنون کتاب ها و فیلم هایی در این زمینه نوشته و ساخته شده اند که بیشتر جنبه ی علمی تخیلی دارند ؛ مثلا" گاهی در بعضی از فیلم ها دیده ایم که وسیله یا ماشین خاصی وجود دارد که با سرعتی باور نکردنی حرکت می کند و به گذشته با آینده سفر می کند . در این مقاله قصد داریم تا از منظری دیگری به این موضوع نگاه کنیم و آن را مورد بحث قرار دهیم .

     همانطور که از جمله سفر در زمان مشخص است ما باید ماهیت زمان را بدانیم برای درک بهتر این مووضع شما می توانید به مقالاتی که در این سایت موجود می باشد مراجعه کنید تا به این توانایی برسید تا آن را درک کنید . در مورد زمان جملاتی متفاوتی گفته شده است که به نظر من یکی از جالب ترین آنها جمله ای است که در سرفصل کتاب کوه جادو اثر تومان به چشم می خورد ، این جملات سؤالات جالبی را راجع به زمان مطرح می کند که در قالب یک اثر هنری هستند ، این جملات به شرح زیر هستند :

     زمان چیست ؟ برون از گوهر و توانا بر همه . یک شرط عالم ظهور ، یک حرکت ، هستی جسم در فضا را با حرکت می پیوندد و در می آمیزد . آیا اگر حرکت نمی بود زمان هم نمی بود ؟  آیا اگر حرکت نباشد ، زمان نیست ؟ پس بپرس ! آیا زمان کنش فضا است ؟ یا بالعکس؟ و یا این هر دو یکی است ؟ پس بپرس !

    حال به بحث در زمینه سفر در زمان می پردازیم .

     زمانی که اینشتین در سال 1905 نظریه نسبیت خاص را مطرح کرد در آن قوانین جامعی در مورد نور و سرعت های بالا به چشم می خورد . از آن زمان دوباره نظریات سفر در زمان پای به عرصه وجود گذاشتند . زیرا همانطور که می دانیم یکی از اصول نسبیت این است که سرعت نور حد سرعت ها است ؛ یعنی ، هیچ جسمی قادر نیست با سرعتی فراتر از سرعت نور حرکت کند ؛ دلیل این پدیده را می توان باز هم در نسبیت پیدا کرد زیرا قانونی در نسبیت می گوید که با افزایش سرعت جرم نیز افزایش می یابد ، در فرمول محاسبه ای این موضوع یعنی افزایش جرم اگر سرعت جسمی برابر سرعت نور شود آنگاه جرم آن بی نهایت می شود و در این شرایط هیچ انرژی قادر به شتاب دادن آن نیست . پس براساس نسبیت نمی توان از سرعت نور گذر کرد ، حال ممکن است برای شما این سؤال پیش آید که چرا پس فوتون ها می توانند با این سرعت حرکت کنند ؟ پاسخ اینگونه بیان می شود که چون جرم فوتون ها در حال سکون صفر است پس می توانند با چنین سرعتی به سیر و سفر بپردازند .

    یکی دیگر از اصول نسبیت بیان می کند که اگر سرعت افزایش یابد زمان کندتر می گذرد و به این پدیده در نسبیت اتساع زمان می گویند و برای فهم بهتر آن پارادوکس اولبرس را مطرح می سازند . حال اگر کمی استدلال کنید می توانید بفهمید که اگر سرعت از ، سرعت نور فراتر رود آنگاه زمان به عقب باز می گردد و این خود پدیده بسیار جالب است که ما به زمان گذشته بازگشته ایم .

     با این وجود گفته می شود برای سفر در زمان سه راه عمده وجود دارد که عبارتند از :

     1- سیاهچاله

     2- کرمچاله

     3- ریسمان های کیهانی

     حال به شرح راه اول که سیاهچاله است می پردازیم .

    اگر تا کنون نمودار پن رز را دیده باشد و کمی نیز در آن تأمل کرده باشد حتما" راه اول که سیاهچاله است را درک کرده است . اگر هم تا کنون آن را ندیده اید مشکلی نیست زیرا ما آن را شرح می دهیم . ما در نمودار پن رز دو تکینگی مشاهده می کنیم که یکی متعلق به سیاهچاله ی این جهان است . در این نمودار دو راه A و B مشاهده می شود که اگر توسط راه A حرکت کنیم به درون سیاهچاله می افتیم و نابود می شویم ولی اگر از راه B وارد شویم آنگاه ما سفری به جهانی موازی با جهان ما خواهیم داشت . وقتی که ما به پایان این تونل برای سفر برسیم توسط جرمی به نام سفید چاله که کارش دقیقا" مخالف سیاهچاله است و نیروی دافعه دارد به بیرون پرتاب می شویم گفتنی است که سفید چاله همان تکینگی دوم در نمودار پن رز است . در این هنگام ما در جهانی دیگر خواهیم بود .  به این گونه جهان ها که هنوز در حد فرضیه هستند جهان موازی می گویند . اگر ما نمودار پن رز را به این صورت ادامه دهیم می توانیم هر چه قدر که می خواهیم جهان موازی بسازیم . در این صورت ما به جهانی غیر از جهان خودمان پرتاب می شویم و در این صورت به آینده یا گذشته سفر می کنیم . البته قابل ذکر است که این گونه سیاهچاله ها که برای اینگونه سفرها هستند دوار می باشند یعنی به دور خود دوران می کنند . همچنین باید توجه داشت که سیاهچاله ها اجسام بسیار بسیار خشنی هستند و اگر ما کمی راه را اشتباه رویم آنگاه در افق رویداد آن به اسارت در خواهیم آمد و سرانجام به اتم تجزیه می شویم و بروی تکینگی آن سقوط می کنیم .

     قبل از بحث در زمینه کرمچاله ما باید مطالبی را در زمینه نسبیت عام و انحنای فضا - زمان بدانیم .

     برای شرح کرمچاله باید اطلاعاتی در زمینه ی نسبیت عام در سال 1915 انتشار یافت داشته باشیم . همانطور که می دانیم در نسبیت فضا در چهار بعد توصیف می شود ؛ سه بعد فضایی و یک بعد زمانی که بعد چهارم با سه بعد دیگر پیوسته است و به آن فضا - زمان می گویند .

     در واقع فضا - زمان یک بافت است . حال آن را به صورت یک کاغذ تصور کنید اگر بروی این کاغذ یک جسم جرم دار قرار دهیم آنگاه مشاهده خواهیم کرد که در انحنایی ایجاد می شود ، همین عمل در واقعیت صورت می گیرد ؛ یعنی ، با قرار گرفتن یک جرم بروی بافت فضا - زمان آن را خمیده می کند که این موضوع را اینشتین مطرح کرد . البته این موضوع وقتی تأیید شد که سر آرتور ادینگتون در یک خورشید گرفتگی یا کسوف به پرتوهای نوری که از ستارگان دیگر می آمدند و از کنار خورشید می گذشتند توجه کرد و مشاهده کرد که در این هنگام مسیر آن ها در خط مستقیم نیست بلکه در هنگام عبور از کنار خورشید مسیرشان خمیده می شود . در واقع این تأییدی بر نسبیت بود که این نظریه و اینشتین را به اوج شهرت و افتخار رساند .

     حال که کمی از نسبیت عام دانستیم به شرح کرمچاله می پردازیم .  

     شاید جالب ترین راه سفر در زمان کرمچاله باشد که تا حدودی نیز به واقعیت نزدیک است . فلام برای نخستین بار به این نتیجه رسید که باحل معادلات شوارتزشیلد اینشتین می توان به نتیجه ای جالب به نام کرمچاله رسید . در نخست شاید این تفکر نادرست به نظر می رسید ، اما سرانجام با کمی تفکر مشخص شد که این موضوع می تواند درست باشد . کمی بعد اینشتین و روزن با شناور کردن معادلات شوارتز شیلد موفق شدند معادله موسوم به پل اینشتین روزن بیابند که مربوط به یک کرمچاله غیر ایستا و غوطه ور بود .

     در واقع کرمچاله تونلی فرضی است که همانند یک ماشین زمان کار می کند  .  برای درک این موضوع باید به نسبیت عام رجوع کرد  .  همانطور که گفته شد در نسبیت عام هر جسم جرم دار بر فضا - زمان اطراف خود تأثیر می گذارد و آن را خمیده می کند و سپس گرانش ایجاد می شود . اگر جرمی چنان سنگین باشد که تونلی عمیق در دل بافت فضا - زمان ایجاد کند آنگاه آن جسم نقطه ی آغاز یک کرمچاله باشد . این اجسام در واقع محدودیت سرعت نور را با حیله ای ساده پشت سر می گذارند و میان بری میان دو نقطه ایجاد می کنند . حال این میان بر می تواند به دو صورت بروز کند ؛ نخست جهان های موازی را به خاطر آورید ، جایی غیر از جهان ما ، به وسیله ی یک کرمچاله می تواند به جهان های موازی سفر کرد ، برای درک بهتر این مطلب یک ساختار انعطاف پذیر را تصور کنید که بروی آن جسم سنگینی قرار دارد هر چه جم افزایش فرورفتگی نیز افزایش می یابد ، اگر جرم آن قدر سنگین باشد که سطح جسم نتواند آن را تحمل کند در آن سطح سوراخی ایجاد می شود که به زیر سطح راه می یابد و این می تواند همان جهان موازی ما باشد همچنین اگر دو سطح انعطاف پذیر با هم موازی قرار بگیرند باز هم می توانیم بین آنها کرمچاله ای داشته باشیم .

     روش دیگر بروز کرمچاله این است که دو نقطه از یک جهان به هم اتصال داده شود ؛ یعنی ، ما توسط یک کرمچاله به نقطه ای در جهان خودمان راه یابیم که چند هزار یا میلیون یا میلیارد سال با ما فاصله دارد . این فاصله به وسیله ی یک کرمچاله در چند ساعت خمیده می شود . برای تصور این راه یک کاغذ را تصور کنید که یک سوراخ که همان کرمچاله باشد در روی آن وجود دارد و در قسمت دیگر آن یک سوراخ دیگر وجود دارد اگر ما این دو سوراخ را توسط تونلی از زیر به هم متصل کنیم آنگاه این تونل که همان کرچاله می باشد ما را به قسمتی دیگر از جهان ما می رساند .

     با این حال مشکل کرمچاله در این جا است که جسمی با چنین جرم زیادی تا کنون مشاهده نشده است که بی خطر باشد ، از این جهت بی خطر که سیاهچاله ها چنین جرمی را دارند ولی اگر کسی وارد افق آنها شود دیگر باز نخواهد گشت زیرا ابتدا جرم پاهایش چند برابر سرش می شود و سپس به اتم تجزیه شده و سپس یونیزه خواهد شد و نورانی خواهد شد .

    از موضوع کرمچاله که صرف نظر کنیم هنوز نظریه برای سفر در زمان باقی می ماند که آن هم در جای خود جالب است در آن نظریه برای سفر در زمان از از ریسمان های کیهانی استفاده می شود .  هرچند که این ریسمان نامرئی هستند یا اینکه بهتر بگوئیم بسیار کوچک هستند زیرا همانطور که می دانیم قطر آنها برابر 10 ^ -33 است که این مقیاس بسیار بسیار کوچک است و حتی تصور آن نیز کاری بسیار مشکل است این مقیاس حتی کوچکتر از قطر هسته ی اتم ها است .  با این حال گفته می شود که ریسمان ها در زیر فشار بسیار عظیمی هستند و با این وجود آنها این قابلیت را فضا را مغشوش کنند . همچنین این ریسمان ها می توانند بسیار شتاب بگیرند و اجسامی را نیز با خود حمل کنند . در حقیقت از این جهت برای سفر در زمان مناسب دیده می شود . ولی به این دلیل که بسیار کوچک هستند دانشمندان حدس می زنند که شاید تا چند هزار سال دیگر هم نتوان آنها را دید . به همین دلیل این نظریه کمی محال به نظر می رسد ولی باز هم دارای ارزش های خاص خود است .

     با این وجود در جهان کنونی اگر این امر ممکن شود بسیار حادثه ی شگرفی خواهد بود . ولی چه کنیم که با این مشکل مواجه هستیم که ما در گذشته به دنیا نیامده بودیم و در آیده نیز مرده خواهیم بود و این مشکل عمده ی این نظریات است . همچنین استیون هاوکینگ در این زمینه می گوید: چون ما هیچ انسانی از آینده را در دوران خود نداریم پس هیچ وقت ما قادر به سفر در زمان نخواهیم شد - البته او این استدلال در اختصاصا" در مورد کرمچاله بیان می کند . گفتنی است که نظریه ی CPH هم اکنون در حال کار بر روی این امر یعنی سفر در زمان است . امیدوارم که از این مقاله مختصر اندکی در این زمینه اطلاعات کسب کرده باشید .

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    سفر در زمان

    سفر در زمان، به ایدهٔ حرکت بین لحظه‌های مختلف زمان گفته می شود که مشابه حرکت بین مکان های مختلف در فضا صورت می گیرد، و در آن امکان ارسال اشیا (و در بعضی حالت ها فقط اطلاعات) به زمان گذشته و آینده وجود دارد.

    با این که از قرن نوزدهم، سفر در زمان همواره موضوع داستان های علمی-تخیلی بسیاری بوده است، و نیز سفر یک طرفه در فضا با استناد به پدیدهٔ پارادوکس زمانی مبتنی بر سرعت در تئوری نسبیت خاص (که در پارادوکس های دوقلو تشریح شده است) و نیز پارادوکس زمانی جاذبه ای در نسبیت عام، تقریباً امکان پذیر است، اما هنوز این که قوانین فیزیک امکان بازگشت به زمان گذشته را می دهند یا نه مجهول مانده است. تاکنون امکان پذیر بودن یا نبودن سفر در زمان به اثبات نرسیده است. به هر وسیله‌ای - چه تخیلی و چه فرضی - که برای سفر در زمان به کار رود عموماً ماشین زمان گفته می شود.

    در برخی از تحلیل ها در مورد سفر در زمان اشاره شده است که تلاش برای بازگشت به زمان گذشته ممکن است فرد را به کهکشان های موازی ببرد که در این حالت، تاریخ آن از زمان تاریخ اصلی فرد سفر کننده تا تاریخی که به آن سفر کرده است امتداد می یابد

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    با سفر در زمان می‎توان آینده را دید!

    "آموس اوری" دانشمندی است که به طور علمی نشان داد امکان سفر در زمان وجود دارد. اکنون دانش نظری لازم وجود دارد و می‎توان تاکید کردد ساخت ماشین زمان به طور نظری ممکن است.

    ساختار ریاضی این کشف، در آخرین شماره مجله علمی "تفسیر فیزیک" منتشر شد. آموس اوری پروفسور دانشگاه تکنولوژی اسراییل، به کمک مدلی ریاضی امکان سفر در زمان را ثابت کرد. نتیجه گیری اصلی اوری چنین است که "برای ساخت ماشین زمان که مناسب چنین سفری باشد، نیاز به نیروی گرانشی عظیمی است".

    این دانشمند در طرح خود از نتیجه تحقیقات "کورت گدل" در سال 1949 استفاده می کند که طبق آن نظریه نسبیت وجود مدل های مختلف فضا و زمان را مفروض دارد.

    طبق محاسبات اوری، در صورتی که به ساختار کج (دارای انحراف) فضا-زمان شکل حلقه و یا قیف داده شود، امکان سفر به گذشته بدست می آید. در عین حال در هر دور جدید از این ساختار متمرکز، انسان بیشتر وارد عمق زمان می شود.

    اما برای ساخت ماشین مناسب جهت انجام چنین سفری، نیاز به نیروی عظیم گرانشی است. چنین فرض می شود که این نیروها در نزدیک حفره های سیاه وجود دارند.  برای اولین بار در قرن 18-ام درباره حفره های سیاه صحبت شد. "پی یر سیمون لاپلاس" گفت که اجسام فضایی نامرئی ای وجود دارند که نیروی گرانشی در آنها تا حدی بالاست که هیچ اشعه نوری از آنها منعکس نمی شود. برای اینکه اشعه از یک چنین جسم فضایی منعکس شود، باید سرعتی بیش از سرعت نور داشته باشد. در قرن بیستم دانشمندان این را مطرح کردند که گذشتن از سرعت نور غیر ممکن است.

    مرز حفره های سیاه را "افق رویدادها" می نامند. هر جسمی که به آن برسد، به عمق حفره کشیده می شود و این در حالیست که از خارج دیده نمی شود که چه چیزی در داخل حفره رخ می دهد.

    چنین مفروض است که قوانین فیزیکی در اعماق حفره سیاه عمل نمی کنند و مختصات فضا و زمان، جای خود را عوض می کنند و سفر در فضا تبدیل به سفر در زمان می شود.

    در ضمن، علیرغم اهمیت محاسبات اوری، هنوز زود است که آرزوی سفر در زمان را داشت. این دانشمند اعتراف می کند که مدل ریاضی وی را از نظر فنی فعلاً نمی توان عملی کرد. 

    در عین حال وی تاکید می کند که روند توسعه فناوری ها به قدری سریع است که هیچکس نمی تواند بگوید پس از چند ده سال دیگر بشر از چه امکاناتی برخوردار خواهد بود.

    در مجموع، امکان سفر در زمان توسط آلبرت اینشتین توسط نظریه نسبیت پیشگویی شده بود. این دانشمند تایید می کرد که اجسام دارای جرم بزرگ فضا-زمان را منحرف می کنند و زمان اجسامی که با سرعتی کمتر از سرعت نور حرکت می کنند، آرام و کند می شود. بدین ترتیب، برای ما سفر برخی از ذرات در فضای کیهانی هزاران سال به طول می انجامد، در صورتی که برای خود ذرات تنها چند دقیقه وقت می گیرد.

    گرانش سبب منحرف ساختن فضا-زمان است: در نزدیکی اجسام سنگین اجسام کوچکتر در مسیری دارای انحراف پیرامون آن ها به گردش در می آیند. خطوط منحرف فضا-زمان می توانند بسته شده و به شکل مدار در آیند که با حرکت روی آنها، جسم به طور حتم با گذشته خود ملاقات می کند.

    ایده سفر در زمان مدت بسیاری است که فکر بشر را به خود مشغول کرده است. درباره این موضوع، تعداد بسیاری آثار علمی-تخیلی وجود دارند. اما تا کنون معلوم نشده است که آیا تحقق سفر در زمان عملاً ممکن است و یا این تنها احتمالی نظری است. 

    از آنجایی که تا کنون هیچکس ثابت نکرده که سفر در زمان غیر ممکن است (در حالی که پایه های نظری درباره ممکن بودن جابجایی در زمان پدیدار شده اند)، بطور بالقوه شانس این که فردی بتواند به گذشته بازگشته و یا آینده را ببیند، همچنان وجود دارد.

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    سفر در زمان

    میدانم که موضوع سفر کردن در زمان زیاد به گوشتون خورده ولی شاید نحوه ی اون رو نشنیده باشید. جالبه این رو بدونین که اثبات فرضیه ی سفر در زمان روز به روز قوت میگیره و پاسخ های زیادی به این فرضیه داده میشه ولی دانشمندان هنوز به یک جواب واحد نرسیدند .قوی ترین و نزدیک ترین پاسخ به این فرضیه مربوط به حرکت نور میشه.

    به این شکل که اگر ما بتونیم با 99.99% سرعت نور حرکت کنیم زمان بسیار کند پیش میره. اگر بتونیم

    با 100% سرعت نور حرکت کنیم زمان متوقف شده و اگر بتونیم بیشتر از سرعت نور حرکت کنیم زمان به عقب برمیگرده.هیچ جسمی روی زمین قابلیت حرکت با سرعت نور رو نداره چون طبق نظریه ی انیشتین جرمی معادل بینهایت پیدا میکنه.

    پس باید خارج از زمین و در سیاه چاله ها به سرعت نور دست پیدا کنیم. چرا؟

    چون اولا جازبه ی سیاه چاله ها بسیار بسیار زیاده بطوری که نور هم جذب اون میشه

    یعنی میشه به سرعت نور یا شاید هم بیشتر از اون رسید.

    دوم اینکه چگالی سیاه چاله ها بینهایته. یعنی جرم بینهایت و حجم نزدیک به صفر دارند.

    بازم جالبه این رو بدونین یکی از دانشمندان دستگاهی ساخته که میتونه امواج رادیویی با سرعت بیشتر از سرعت نور ارسال کنه.(برای توضیح بیشتر در مورد این دستگاه به سایت hupaa.com مراجعه کنید)

    البته یک فرضیه ی جالب دیگه ای که مطرح شده اینه که سیاه چاله ها تونلی برای ورود به جهان های دیگه هسنتد (فرضیه ی جهان های موازی) یعنی همزمان با جهان ما جهان های دیگه ای هم در جریان هستند. کسی چه میدونه شاید این جهان ها گذشته و آینده ی جهان ما باشند.

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    آیا سفر در زمان امکانپذیر است؟

    شاید سوال یک نیز بازگویی همین سوال باشد. ماهیت جسم و جاذبه‌ی کوانتومی را فراموش کنید. شاید این سوال را هر کسی دوست دارد که پاسخ دهد. سفر در زمان به یک موضوع علمی – تخیلی مورد علاقه و جذاب برای مردم تبدیل شد پس از اینکه اچ.جی. ولز، رمان نوگرایانه و جالب خود با نام "ماشین زمان" را نوشت. اما هرآنچه که اینجا مطرح شده، لزوماً علمی – تخیلی نیست. برای مثال سفر در زمان به سوی آینده، یک واقعیت علمی پذیرفته شده است. تئوری نسبیت اینشتین تایید می‌کند که یک جسم ناظر و مشاهده‌گر در برابر زمین، می‌تواند به سمت آینده‌ی زمین جهش کند. این تاثیر را ساعتهای اتمی ثابت کرده‌اند.

    اما اینگونه درگیر شدن با تار و پودهای زمان، به سرعتی مشابه سرعت نور نیاز دارد که شاید در تئوری قابل اثبات و ممکن باشد اما به یک شاهکار بزرگ مهندسی نیاز دارد، حتی اگر به بودجه و هزینه‌هایش فکر نکنیم. اما سفر در زمان به سمت عقب، مشکلات بزرگتری خواهد داشت. نسبیت، این فرضیه را تایید نمی‌کند که یک جسم ناظر بتواند در دو بعد زمان-مکان سفر کند و به عقب هم برگردد. اما در همه‌ی داستانها و سناریوها، چنین شرایط خارق‌العاده‌یی نیز در نظر گرفته شده است.

     یکی از راههای سفر به عقب در زمان، استفاده از یک "لانه‌ی مار" فضایی خواهد بود. تئوریسین‌ها معتقدند چنین تونل یا دروازه‌ی ستاره‌یی که دو نقطه را در ابعاد زمان – مکان به یکدیگر متصل کند، وجود دارد. اگر یکی‌شان را پیدا کنید و داخلش بپرید، چند لحظه‌ی بعد از نقطه‌یی دیگر در جهان هستی سردر خواهید آورد. آنها معتقدند اگر چنین چاله‌یی وجود داشته باشد، می‌توان آن را با ماشین زمان نیز مطابق و هماهنگ کرد. می‌توانید از طریق آن سفر کنید و نه تنها از یک مکان دیگر سر دربیاورید، که وارد یک زمان دیگر نیز بشوید. این "زمان" می‌تواند در گذشته یا آینده باشد.

    اگر امکان سفر به گذشته وجود داشته باشد، انواع پارادوکس‌ها و تضادها نیز اتفاق خواهند افتاد. مانند معمای یک مسافر زمان که به سالهای گذشته می‌رود و مادرش را وقتی یک کودک است، به قتل می‌رساند. از این تضادها می‌توان گریخت اگر اصرار بورزیم و بدانیم که هیچ چیز نمی‌تواند قانون علت و معلول و کنش و واکنش را از بین ببرد. اما سفری دوطرفه در مسیر زمان، هنوز پیچیده و غیرقابل هضم است.

     برای بسیاری از فیزیکدانها، این مساله بسیار غیرعقلانی است. استفان هاوکینگز نظریه‌ی "تخمین محافظت از تسلسل وقایع" را مطرح می‌کند و معتقد است که یک نیرو یا عامل خاص باعث می‌شود تا اجسام فیزیکی یا نیروها نتوانند به گذشته برگردند. این مساله شاید به دلیل موانع و سدهای فیزیکی اساسی بر سر راه ساخت ماشین زمان اتفاق می‌افتد. برای مثال انرژی خلاء کوانتومی در صورتی که هیچ محدودیتی برای ورود به حفره‌های ماری فضا نداشته باشد، طغیان خواهند کرد و دفع خواهند شد.

    این مساله همچنان لاینحل باقی مانده اما موضوعی است که بسیاری از مردم، وقت و تلاش خود را صرف آن می‌کنند. همانطور که هاوکینگز اشاره کرده، صرف هزینه برای تحقیق در مورد سفر به زمان بسیار سخت است. در نتیجه به نظر می‌رسد برهان یا تکذیبیه‌یی برای حل این مساله، خود به مشکلات عمومی دیگر منجر شود. مانند طرح یک نظریه‌ی رام‌شدنی و قابل دسترسی در مورد جاذبه‌ی کوانتومی

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    سفر در زمان چطور انجام میشود؟ تونل زمان چیست؟

    یکی از جالبترین افکار بشر، ایده جابجایی در بعد زمان است.

    البته اگر از یک بعد دیگر به قضیه نگاه کنیم همه ما مسافر زمان هستیم. همین الان که شما این را میخوانید، زمان در حول و حوش و به پیش میرود و آینده به حال و حال به گذشته تبدیل میشود. نشانه اش هم رشد موجودات است. ما بزرگ میشویم و میمیریم. پس زمان در جریان است.

    آلبرت اینشتین با ارائه نظریه نسبیت خاص نشان داد که این کار از نظر تئوری شدنی است. بر طبق این نظریه اگه شیئی به سرعت نور نزدیک شود گذشت زمان برایش آهسته تر صورت میگیرد. بنابراین اگر بشود با سرعت بیش از سرعت نور حرکت کرد، زمان به عقب برگردد. مانع اصلی این است که اگر جسمی به سرعت نور نزدیک بشود جرم نسبی ان به بینهایت میل میکند لذا نمیشود شتابی بیش از سرعت نور پیدا کرد. اما شاید یه روز این مشکل هم حل شود. بر خلاف نویسنده ها و خیالپردازها که فکر میکنند سفر در زمان باید با یک ماشین انجام شور، دانشمندان بر این عقیده هستند که اینکار به کمک یک پدیده طبیعی صورت میگیرد. در این خصوص سه پدیده مد نظر است: سیاهچاله های دوار، کرم چاله ها و ریسمانهای کیهانی.

     سیاهچاله ها: اگر یه ستاره چند برابر خورشید باشد و همه سوختش را بسوزاند، از انجا که یک نیروی جاذبه قوی دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده میشود و یک حفره سیاه رنگ مثل یه قیف درست میکند که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد طوری که حتی نور هم نمیتواند از ان فرار کند.

     

    اما این حفره ها بر دو نوع هستد. یه نوعشان نمی چرخند لذا انتهای قیف یک نقطه است. در انجا هر جسمی که به حفره مکش شده باشه نابود میشود. اما یه نوع دیگر سیاهچاله نوعی است که در حال دوران است و برا همین ته قیف یه قاعده داره که به شکل حلقه اس. مثل یک قیف واقعی است که تهش باز است. همین نوع سیاهچاله است که میتواند سکوی پرتاب به آینده یا گذشته باشد. انتهای قیف به یک قیف دیگر به اسم سفیدچاله میرسد که درست عکس ان عمل میکند. یعنی هر جسمی را به شدت به بیرون پرتاب میکند. از همین جاست که میتوانیم پا به زمانها و جهان های دیگر بگذاریم.

     

     

    کرم چاله : یک سکوی دیگر گذر از زمان است که میتواند در عرض چند ساعت ما را چندین سال نوری جابجا کند. فرض کنید دو نفر دو طرف یک ملافه رو گرفته اند و میکشند. اگر یک توپ تنیس بر روی ملافه قرار دهیم یک انحنا در سطح ملافه به سمت توپ ایجاد میشود.

     

    اگر یک تیله به روی این ملافه قرار دهیم به سمت چاله ای که ان توپ ایجاد کرده است میرود. این نظر اینشتین است که کرات آسمانی در فضا و زمان انحنا ایجاد میکنند؛ درست مثل همان توپ روی ملافه. حالا اگه فرض کنیم فضا به صورت یک لایه دوبعدی روی یه محور تا شده باشد و بین نیمه بالا و پایین ان خالی باشد و دو جرم هم اندازه در قسمت بالا و پایین مقابل هم قرار گیرد، آن وقت حفره ای که هر دو ایجاد میکنند میتواند به همدیگر رسیده و ایجاد یک تونل کند. مثل این که یک میانبر در زمان و مکان ایجاد شده باشد. به این تونل میگویند کرم چاله.

     

     

    این امید است که یک کهکشانی که ظاهرا میلیونها سال نوری دور از ماست، از راه یک همچین تونلی بیش از چند هزار کیلومتر دور از ما نباشئ. در اصل میشود گفت کرم چاله تونل ارتباطی بین یک سیاهچاله و یه سفیدچاله است و میتواند بین جهان های موازی ارتباط برقرار کند و در نتیجه به همان ترتیب میتواند ما را در زمان جابجا کند. آخرین راه سفر در زمان ریسمانهای کیهانی است. طبق این نظریه یک سری رشته هایی به ضخامت یه اتم در فضا وجود دارند که کل جهان را پوشش میدهند و تحت فشار خیلی زیادی هستند. اینها هم یه نیروی جاذبه خیلی قوی دارند که هر جسمی را سرعت میدهند و چون مرزهای فضا زمان را مغشوش میکند لذا میشود از انها برای گذر از زمان استفاده کرد.

     

    تونل زمان : واقعیت یا خیال ؟

     حالا اینها رو گفتیم ولی چند اشکال در این کار است. اول اینکه اصلا نفس تئوری سفر در زمان یک پارادوکس است. پارادوکس یا محال نما یعنی چیزی که نقض کننده(نقیض) خودش در درونش است. یک مثال :اگه خدا میتواند هر کاری را انجام دهد پس آیا میتواند سنگی درست کند که خودش هم نتواند تکانش دهد؟ این یک پارادکس است چون اگر بگوییم آری پس انوقت با اینکه خدا هرکاری را میتواند انجام دهد متناقض است و اگر بگوییم نه باز هم همان میشود یعنی خدا هر کاری را نمیتواند انجام دهد. یک مثال دیگر این است که اگر من در زمان به عقب برگردم , به تاریخی که هنوز بدنیا نیامده بودم پس چطور میتوانم انجا باشم. یا مثلا اگر برگردم و پدربزرگ خودم را بکشم پس من چطور بوجود اومده ام؟ یک راه حلی که برای این مشکل پیدا شده است، نظریه جهانهای موازی است. طبق این نظریه امکان دارد چندین جهان وجود داشته باشد که مشابه جهان ماست اما ترتیب وقایع در انها فرق میکند. پس وقتی به عقب برمیگردیم در یک جهان دیگر وجود داریم نه در جهانی که در ان هستیم. طبق این نظریه بینهایت جهان موازی وجود دارد و ما هر دستکاری که در گذشته انجام بدهیم یک جهان جدید پدید می اید.

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    جسم و روح در سفر به زمان همسفرند!

    درک مفهوم سفر در زمان / جسم و روح در سفر به زمان همسفرند! سه پژوهشگر اسکاتلندی با هدف درک بهتر مفهوم سفر در زمان دریافتند که سفر ذهنی انسان به گذشته و آینده سبب می شود که جسم نیز به جلو و عقب حرکت کند. به گزارش خبرگزاری مهر، تاکنون هیچ ماشین زمان واقعی ساخته نشده است که قادر باشد انسان را به گذشته و یا به آینده ببرد. با وجود این، انسان می تواند با ذهن خود در طول زمان حرکت و به جلو و یا عقب سفر کند اما در اینجا این سئوال مطرح می شود که در این سفر ذهن برای جسم چه اتفاقی رخ می دهد. سه روانشناس و پژوهشگر دانشگاه آبردین در اسکاتلند به این سئوال پاسخ داده اند.

    به اعقتاد لیندن مایلز، لوئیس نیند و نیل مکرائی در سطح سیستم حسی- حرکتی، ارتباط فشرده ای میان تجسم فضا- زمان و واکنشهای جسمی وجود دارد. این بدان معنی است که در مورد سفرهای ذهنی در زمان که فرد به گذشته و آینده حرکت می کند جسم می تواند برپایه پدیده ای به نام "کرونستازیا" (chronesthesia) با مغز همراه شود و در زمان سفر کند.

    نتیجه این همراهی جسم و ذهن منجر به انجام حرکات فیزیکی منطبق با جهت مجازی حرکت در زمان می شود. بنابراین کسی که به گذشته فکر می کند به جهت عقب حرکت کرده و کسی که به آینده فکر می کند به طرف جلو می رود.

    این محققان برای دستیابی به این نتایج برای 20 جوان نصب یک حسگر حرکتی را بالای زانوی چپ تجویز کردند.

    سپس از آنها خواستند که یک سفر در زمان به سوی گذشته و یا آینده را در ذهن خود تجسم کنند. نتایج این بررسیها نشان داد زمانی که جوانان به گذشته فکر می کردند حسگر یک نوسان زانو به عقب را برابر با حدود 5/1 تا دو میلیمتر ثبت کرد. در عوض زمانی که جوانان به آینده فکر می کردند زانو به میزان 3 میلیمتر به طرف جلو حرکت می کرد.

    براساس گزارش سافت پدیا، این محققان در این اظهار داشتند: "بیان فضا و زمان یک نشانه واضح رفتاری از عملیات نامرئی ذهن است. در حقیقت ارتباط میان ذهن و جسم بسیار عمیق تر از آن چیزی است که تاکنون تصور می شد."

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    سفر در زمان از بعد پنجم

    آیا سفر در زمان از بعد پنجم ممکن است؟ برخلاف اغلب سناریوهای قبلی، صحت این ایده را می توان همین جا بر روی زمین هم به معرض آزمون گذاشت

    1) براساس نظریه ریسمان ها، جهان ما پوسته ای ۴ بعدی است که در یک فضا- زمان ۱۰ بعدی شناور است.

    ۲) درصورت انحنای شدید ابعاد فراسوی جهان ما، هر ذره ای که قادر به خروج از ابعاد چهارگانه این جهان باشد، می تواند با میان بر زدن از میان بعد پنجم، حتی از نور هم پیشی بگیرد.

    ۳) حرکت سریع تر از نور، از دید برخی از ناظرهای این جهان، به معنای سفر در زمان و بازگشت به گذشته است.

    ۴) گراویتون ها و نوترینوهای خنثی ذراتی هستند که امکان خروج از جهان ما را دارند. بنابراین این ذرات قادرند در زمان سفر کنند.

    ۵) بدین ترتیب طی چند دهه آینده و با کمک نوترینوهای خنثی قادر خواهیم بود ایده سفر در زمان را به طور تجربی بیازماییم.

     

    احتمالاً عنوان جدیدترین مقاله علمی «هانریش پاس» ( Pas.H) برای شما بیش از حد عجیب و غریب و نامفهوم به نظر برسد: «منحنی های زمان گونه بسته در جهان های پوسته ای خمیده غیرمتقارن» ! اما برای آنهایی که به فیزیک نظری مسلط هستند این مقاله از یک حقیقت شگفت انگیز پرده برداری می کند. براساس این مقاله، ساخت ماشین زمان، بسیار راحت تر و دردسترس تر از آن چیزی است که تاکنون تصور می شد.

    پس دیگر کند و کاو طاقت فرسا در جهان برای یافتن سیاه چاله های چرخان یا کرم چاله های عجیب و غریب را ( که تا پیش از این به نظر می رسید که تنها راه های سفر در زمان باشند) فراموش کنید. براساس نظر «پاس» و همکارانش در دانشگاه هاوایی، در سفر در زمان، همواره و در همه جا در جهان بر روی ما گشوده است.

    نکته جالب تر اینکه برخلاف اغلب سناریوهای قبلی، صحت این ایده را می توان همین جا بر روی زمین هم به معرض آزمون گذاشت. «بیل لوئیز» (Louis.B) که فیزیکدانی از آزمایشگاه ملی لس آلاموس در نیومکزیکو و یکی از مسئولان ارشد آزمایش معروف باریکه نوترینوی MiniBoone در آزمایشگاه شتاب دهنده فرمی است دراین باره می گوید: «به نظر من ایده ای که «پاس» ارائه کرده، ایده ای بسیار شگفت انگیز و فوق العاده است. اما هم اکنون مسئله مهم، نشان دادن صحت این ایده است.»

    البته فیزیکدانانی نظیر «لوئیز» حق دارند که کمی محتاط باشند. در واقع باید گفت که هرچند هیچ یک از قوانین طبیعت امکان سفر در زمان را عملاً رد نمی کنند، اما فیزیکدان ها از دیرباز با این مسئله میانه چندان خوشی نداشته اند، چرا که سفر در زمان می تواند فرض پذیرفته شده تقدم علت بر معلول را زیر سئوال ببرد. از طرفی نقض قانون موجبیت می تواند اوضاع جهان را به هم بریزد. به عنوان مثال شما می توانید به گذشته سفر کرده و از تولد خودتان جلوگیری کنید.

    وجود چنین تناقض نماهایی منجر به ارائه حدسی از سوی «استفن هاوکینگ» شد که اصطلاحاً «حدس حفاظت از تاریخ» نامیده می شود.

    براساس این حدس باید اصولی در فیزیک (که هنوز کشف نشده اند) وجود داشته باشند که از امکان وقوع سفر در زمان جلوگیری کنند. تا همین سه سال پیش هیچ کس نتوانسته بود جزئیات چنین اصولی را ترسیم کند تا اینکه در سال ۲۰۰۳ گروهی از محققان که بر روی نظریه ریسمان ها (که بهترین گزینه برای رسیدن به نظریه ای واحد در فیزیک است) کار می کردند، مدعی شدند که براساس این نظریه، ساز و کارهایی وجود دارند که می توانند از سفر در زمان جلوگیری کنند.

    تا به اینجا ظاهراً همه چیز درست بود.

    اما حتماً می دانید که فیزیکدان ها در قانع نشدن به یک جواب، شهره خاص و عام هستند. این گونه بود که «پاس» و دو نفر از همکارانش به نام های «سندیپ پاکواسا» (Pakvasa.S) از دانشگاه هاوایی و «توماس ویلر» (Weiler.T) از دانشگاه وندربیلت در تنسی شروع به تجزیه و تحلیل مجدد نظریه ریسمان ها کردند. این نظریه، اجزای بنیادین جهان را نه به صورت ذرات نقطه ای بلکه به شکل ریسمان های مرتعش انرژی می داند. در این نظریه، ارتعاش سریع تر این ریسمان ها معادل جرم بیشتر ذرات است.

    این ریسمان های مرتعش می توانند نحوه هزاران نوع برهم کنش مابین تمامی ذرات بنیادی نظیر کوارک ها و الکترون ها را توضیح دهند. اما نکته ای اساسی در مورد این نظریه وجود دارد: این نظریه تنها زمانی جواب می دهد که این ریسمان های انرژی به جای چهار بعد معمول، در یک فضا- زمان ۱۰ بعدی در حال ارتعاش باشند. در واقع براساس نظریه ریسمان ها، این ابعاد اضافی یا فوق‌العاده کوچک هستند، به طوری که تاکنون متوجه حضور آنها نشده‌ایم و یا بسیار بزرگ و به گونه‌ای خمیده هستند که باز هم تا به حال از دید ما پنهان مانده اند.

    بنابر نظریه ریسمان‌ها، جهان ما در واقع پوسته ای چهار بعدی است که در یک فضا- زمان ۱۰ بعدی شناور است. اما از آنجایی که تمامی ذرات و نیروهای جهان ما مقید به پوسته چهار بعدی این جهان هستند و امکان خروج از آن را ندارند، بنابراین ما نیز تاکنون از وجود ابعاد بالاتر خارج از جهان خود (یعنی همین چهار بعدی که تجربه های ما محدود به آن است) هیچ اطلاعی نداشتیم. «پاس» در این باره می گوید: «اگر واقعاً چنین باشد پس امکان میان بر زدن از میان این ابعاد بالاتر نیز وجود خواهد داشت و همین مسیرهای میان بر است که سفر در زمان را ممکن می سازد.»

    تجسم چنین میان برهایی کار چندان دشواری نیست. فرض کنید که پوسته چهار بعدی جهان ما که در بعد بالاتر (بعد پنجم) جای گرفته همانند کاغذی باشد که از وسط تا شده و دو انتهای آن بر روی همدیگر قرار گرفته است.

    در این صورت می توان از نقطه ای واقع بر پوسته جهان، آن را ترک کرده و وارد بعد بالاتر شد و پس از پیمودن مسیری کوتاه در بعد پنجم دوباره و در نقطه ای دیگر در مقابل آن به جهان بازگشت. جالب اینجاست که اگر این صفحه خم شده (یعنی جهان ما) صفحه ای بسیار بزرگ باشد، در این صورت برای پیمودن همین مسیر از روی خود صفحه (یعنی از درون جهان) می بایست فاصله ای بسیار طولانی را طی می کردیم اما با خروج از پوسته جهان و عبور از میان ابعاد بالاتر عملاً میان بر خواهیم زد.

    اما مسئله ای در ارتباط با تصویری که ارائه شد وجود دارد. اگرچه اساساً می توان جهانی را تصور کرد که بتوان از یک سوی آن به سوی دیگر میان بر زد اما مسئله آن است که جهان ما نمی تواند مشابه چنین جهانی باشد.

    علت این امر آن است که فضا- زمان چنین جهانی به شدت خمیده بوده و نتیجتاً با نظریه نسبیت خاص اینشتین (که هندسه فضا را تخت یا اقلیدسی می داند) ناسازگار خواهد بود. از آنجایی که آزمون های تجربی متعددی تاکنون صحت پیش بینی های نسبیت خاص را در حوزه محلی موقعیت ما در جهان تا دقتی بالاتر از یک به یک میلیون تایید کرده اند، بنابراین بسیار بعید است که پوسته چهاربعدی جهان ما همانند یک کاغذ تاشده باشد.

    بنابراین پاس، پاکواسا و ویلر از فرض دیگری استفاده کردند. آنها فضا- زمانی را در نظر گرفتند که در آن، جهان ما یک پوسته چهاربعدی تخت بوده اما این پوسته تخت، در ابعاد بالاتری شناور است که به شدت خمیده هستند. از آنجایی که در این تصویر، جهان ما تخت است بنابراین نسبیت خاص همچنان در آن معتبر خواهد بود.

    اما میزان انحنای ابعاد بالاتر خارج از جهان ما به حدی است که نسبیت خاص در آن ابعاد دیگر اعتبار خود را از دست خواهد داد. این امر بدان معناست که هر چیزی که بتواند از ابعاد جهان ما خارج شده و وارد بعد پنجم شود قادر خواهد بود یکی از بنیادی ترین اصول نسبیت خاص را زیر پا بگذارد: چنین چیزی قادر است با سرعتی فراتر از سرعت نور حرکت کند.

    این امر، نتایج خارق العاده ای را برای ساکنان پوسته جهان ما در بر خواهد داشت. در نظر اشخاصی که در این جهان زندگی می کنند، هر چیزی که مسیری میان بر را از میان ابعاد بالاتر هستی طی کند، ناگهان از نقطه ای از جهان ما غیب شده و در نقطه ای دیگر در جهان ظاهر می شود. در نظر برخی از ساکنان جهان، هویت مزبور فاصله مابین این دو نقطه را حتی سریع تر از نور طی خواهد کرد.

    اما شگفت انگیزتر آن که در نظر برخی دیگر، آن چیز حتی در زمان سفر کرده و به گذشته باز خواهد گشت. علت این امر آن است که براساس نظریه نسبیت خاص، در برخی از چارچوب های مرجع، حرکت سریع تر از نور معادل سفر در زمان و بازگشت به گذشته است. «پاس» در این باره می گوید: «چنین مسیرهای میان بری که از ابعاد بالاتر هستی در خارج از جهان ما عبور می کنند اصطلاحاً «منحنی های زمان گونه بسته» نامیده می شوند. یافتن چنین مسیرهایی در واقع معادل دستیابی به رمز ماشین زمان است.»

    • خروج از رویه

    اما این ایده سفر در زمان نیازمند حل یک مشکل است و آن یافتن راهی است برای خروج از جهان ما و ورود به ابعاد بالاتر هستی. اما انجام چنین کاری چگونه میسر خواهد بود؟ خوشبختانه نظریه ریسمان ها راهی را برای این کار در پیش روی ما قرار می دهد. براساس این نظریه تقریباً تمامی ریسمان های نمایانگر ذرات بنیادی جهان ما ریسمان هایی باز هستند و دو انتهای این ریسمان ها همواره مقید به پوسته جهان ماست.

    به همین دلیل هم این ذرات هیچ گاه نخواهند توانست از جهان ما خارج شده و با ورود به بعد پنجم، مسیر میان بری را در فضا- زمان بپیمایند. اما در این میان دو استثنای مهم نیز وجود دارد: یکی ذره (ریسمان) حامل نیروی گرانش به نام گراویتون و دیگری نوع چهارمی از نوترینو که در برابر سه نوع معمول آن اصطلاحاً نوترینوی خنثی نامیده می شود (منظور از نوترینوی خنثی، خنثی بودن آن به لحاظ الکتریکی نیست چراکه نوترینوهای معمولی نیز همگی فاقد بار الکتریکی بوده و هیچ یک در برهم کنش الکترومغناطیسی شرکت نمی کنند.

    در واقع منظور از عبارت خنثی آن است که این نوترینوها دارای فوق بار ضعیف صفر هستند و بنابراین حتی در برهم کنش ضعیف هم شرکت نمی کنند و تنها در برهم کنش گرانشی وارد می شوند). مطابق نظریه ریسمان، این دو ذره برخلاف سایر ذرات، ریسمان های حلقوی بسته هستند. از آنجایی که این ریسمان های بسته عملاً هیچ انتهای مشخصی ندارند که به پوسته جهان مقید باشند، بنابراین می توانند آزادانه از جهان ما خارج شده و به سایر ابعاد هستی سفر کنند.

    همین ویژگی گراویتون ها است که به نظریه پردازان ریسمان کمک می کند تا ضعیف بودن نیروی گرانش را نسبت به سایر نیروهای بنیادی نظیر الکترومغناطیس تبیین کنند. بر این اساس، ضعیف بودن نیروی گرانش در واقع بدان علت است که تعداد بسیاری از گراویتون های گسیل شده توسط ذره مبدأ پیش از آنکه فرصت رسیدن به ذره مقصد را پیدا کنند از جهان ما خارج خواهند شد و به ابعاد بالاتر درز می کنند.

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    اسرار ابر زمان

    تصور ما نسبت به زمان، در طی زمان تغییر بسیاری کرده است. تا همین صد سال پیش بود که همگی فکر می‌کردیم ثانیه‌ها به شکلی کاملا قابل پیش‌بینی ، یکی پس از دیگری در حال گذر هستند تیک تاک تیک ... و بدین ترتیب تصور می‌کردیم که زمان همانند ساعت کار می‌کند. اما در همین هنگام بود که سر و کله انیشتین پیدا شد ه همه چیز به ناگهان تغییر کرد. نظریات نسبیت انیشتین، تمامی تصورات پیش یا افتاده ما نسبت به زمان را بر باد داد. به عنوان مثال، نسبیت نشان داد که که چناچه سوار یک موشک شده و با سرعتی نزدیک به سدعت نور شروع به سفر کنیم زمان تقریبا متوقف خواهد شد. همین طور اگر در نزدیکی یک سیاه‌چاله توقف کنیم بز هم شاهد توقف زمان خواهیم بود. از این عجیب‌تر آن که فضا زمان در درون سیاه‌چاله‌ها آن چنان انحنا پیدا می‌کند که فضا و زمان نقش خود را با همدیگر عوض کرده و هر یک به دیگری تبدیل خواهد شد.

    اما در حالی تازه داشتیم به این رفتارها و ویژگی‌های عجیب و غریب زمان عادت می‌کردیم، دوباره سرو کله یک فیزیکدان جسور دیگر پید شد و با نظریه خود مجددا ما را غرق در حیرت کرد. این فیزیکدان که کسی جز ایتزاک یارز از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی در لس‌آنجلس نیست، معتقد است که زمان بر خلاف تصور متعارف موجود، یک بعدی نبوده بلکه دو تعدی است. در واقع باید گفت که یکی از این دو بعد، در تماس طول تاریخ اندیشه بشری از نگاه بشر پنهان مانده بوده است.

    اما آیا نظریه ابرز بدین معنا است که ساعت‌ها و ثانیه‌های اساسا متفاوتی نسبت به آنچه تا کنون تصور می‌کردیم نیز در هستی وجود دارند؟ و آیا وجود دومین تعد زمانی، تصور فعلی ما نسبت به گذشته، حال و آینده را فرو خواهد ریخت؟ اینها همگی سوالاتی هستند که نظریه بارز با خود مطرح می‌کند. اما یکی از جالب‌ترین حقایقی که نظریه تعد زمانی اضافی بارز از آن پرده‌برداری می‌کند، وجود ارتباطی عمیق ما بین سیستم‌ها و رویدادهایی است که در ظاهر، هیچ ارتباطی با همدیگر ندارند ( مثلا ارتباط میان یک اتم منفرد و کل جهان در حال انبساط) کشف جنین ارتباطاتی می‌تواند راهی را برای بشر به سوی «نظریه همه چیز» یعنی نظریه‌ای که تمامی قوانین فیزیک جهان ر در قالب یک قانون واحد، وحدت خواهد بخشید- بگشاید. از این بهتر آن که بارز معتقد است نظریه بعد زمانی اضافی، پیش‌بینی‌هایی دارد که می‌توان صحت آنها را توسط آزمایش‌های فیزیک ذرات بنیادی به محک آزمون گذاشت.

    باید گفت که فیزیکدان‌ها به طور کلی با مفهوم «ابعاد اضافی» بیگانه نیستند. طی دهه‌های متمادی، نظریه‌پردازانی که در تلیش برای کشف وحدت نیروهای جهان بوده‌اند، همواره ابعاد فضایی جدیدی را به معادلات خود افزوده‌اند. در دهه 1920 بود که ریاضی‌دانان کشف کردند با چهار بعدی در نظر گرفن فضا-به جای سه بعد متدوالی که در ظاهر تصور می‌کنیم- می‌توان نیروی الکترومغناطیسی را با گرانش وحدت بخشید. سپس در دهه 1980 نسخه‌های مختلفی از نظریه‌ای با عنوان نظریه ریسمان‌ها ارائه شد که رفتار جهان را بر اساس ارتعاشات ریسمان‌های بسیار کوچک یک بعدی در درون 9 بعد مکانی و یک تعد زمانی تبیین می‌کردند. (بر اساس نظریه ریسمان‌ها، 6 بعد از این 9 بعد مکانی آن‌چنان در خود پیچیده شده‌اند که در ظاهر نمودی ندارند.) حدود بکی دهه بعد، نظریه‌پردازان کشف کردند که تمامی نسخه‌های متفاوت نظریه ریسمان‌ها در واقع وجوه متفاوتی از یک نظریه جامع‌تر به «نام نظریه M » هستند که در آن باز هم یک تعد مکانی جدید به کائنات افزوده می‌شود و بدین ترتیبٰ مجموع ابعاد کائنات را به عدد 11 می‌رساند که از این میان، 10 بعد آن مکانی و یک بعد آن زمانی خواهد بود.

    زمان مضاعف

    نظریات مرتبط با ابعاد مکانی جدید همواره دستاوردهای ارزشمندی برای فیزیکدان‌ها به ارمغان آورده‌اند. اما ببینیم چرا با این حال فقط تعداد اندکی از فیزیکدان‌ها جرات مطرح کردن چنین نظریاتی را در ارتباط با زمان دارند؟ در وقع دو دلیل مهم وجود دارد که فیزیکدان‌ها را از فرض وجود ابعاد زمانی جدید نتگران می‌کند. اول آن که ابعاد زمانی همواره به جای علامت مثبت، با علامت منفی در معادلات ظاهر می‌شوند. بنابراین همان طور که بارز هم بدان اشاره دارد، در نظر گرفتن یک بعد زمانی جدید، منجر به رویدادهایی با احتمال وقوع منفی خواهد شد و چنین چیزی اساسا بی‌معنی است.

    اما دلیل دوم که حتی از دلیل اول هم نگران کننده‌تر است، آن است که پذیرش وجود بعد زمانی جدید به معنای چراغ سبزی در برابر ایده سفر در زمان خواهد بود. اگر چنانچه مدل ریاضی توصیف کننده زمان همانند یک یک خط راست یک بعدی باشد، مسیری که گذشته را به جال و آینده متصل خواهد کرد کاملا مشخص و تعریف شده خواهد بود. اما با افزودن یک بعد زمانی جدید مدل ریاضی توصیف کننده زمان به یک صفحه دو بعدی تبدیل خواهد شد. مسیر اتصال گذشته به آینده بر روی چنین صفحه‌ای حتی می‌تواند مهانند یک حلقه باشد و بدین ترتیب شما در چنین جهانی امکان رفت و آمد در زمان را نیز خواهید داشت. اما چنین امکانی، وقوع بسیاری از پدیده های نامعقول، اصطلاحا «تناقض نمای پدربزرگ» نامیده می‌شود که بر اساس آن، شخص با سفر در زمان، به گذته رفته و از ازدواح پدربزرگ و مادربزرگ خود و نتیجتا متولد شده خود جلوگیری می‌کند! همه این موارد سبب می‌شوند که فیزیکدان‌ها از طرح ایده دو بعدی بودن زمان پرهیز کنندو با این حال هنگامی که بارز در سال 1995 با نشانه‌هایی مبنی بر وجود یک بعد زمانی اضافی در نظریه M مواجه شد. تصمیم گرفت نگاه دقیق‌تری به آن بیندازد. بارز کشف کرد که می‌تون یک بعد جدید به نظریه M اضافه کرد بدون آنکه ویژگی‌های اساسی هیچ یک از 11 بعد دیگر آن به لحاظ ریاضی تغییر کند. بارز در این‌باره می‌گوید: « اما انحام این کار، یک شرط اساسی داشت و آن اینکه بعد جدید باید حتما یک تعد زمان گونه می‌بود.»

    البته ارز به خوبی با خطرات افزودن یک بعد زمانی جدید به معادلات آشنا بود، ولی با این حال ، بدون ترس به پیش رفت. او در کمال شگفتی به این نتیجه رسید که اگر چنان چه حرکت در این فضا - زمان جدید صرا تت قید ویژه‌ای میسر باشد، در این صورت معضلاتی نیر احتمالات منفی و سفر در زمان به خودی خود از مسئله حذف خواهد شد. اما این قید ویژه چیزی است؟ بارز معتقد است که این قید ویژه باید در ارتباط با یکی از تقارن‌های ناشناخته طبیعت باشد.

    به طور کلی تقارن با ویژگی‌هایی از پدیده‌ها سروکار دارد که تحت تبدیلات خاصی، به عنوان مثال، از هر وجه یک مکعب که به آن نگاه کنیم، همیشه شکل یکسانی خواهد داشت. تقارن در مورد قوانین فیزیک هم صادق است. به عنوان مثال، اگر شما در حال انجام یک آزمایش فیزیکی باشید چه آزمایشگاه شما ساکن بر روی زمین باشد یا در حال حرکت در واگن یک قطار و یا حتی در حال چرخش در یک چرخ و فلک در هر صورت، نتیجه آزمایش یکسان خواهد بود. این ارتباط موجود میان فیزیک و تقارن برای نخستین ار توسط یک بانوی ریاضیدان آلمانی به نام «امی نوثر» کشف شد. او در مقاله ارزشمندی که در سال 1918 منتشر کرد. نشان داد که بسیاری از قوانین بنیادین پایستگی در فیزیک اساسا چیزی جز نتایج وجود تقارن‌های ریاضی نیستند. به عنوان مثال قانون پایستگی انرژی که بر اساس آن، انرژی نه ایجاد می‌شود و نه نابود. بلکه صرفا از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود- نتیجه‌ای از «تقارن تبدیل زمانی» است. وجود تقارن تبدیل زمانی در قوانین فیزیک بدین معنا است که چنانچه شما آزمایشی را اموز، فردا و یا ماه آینده،تحت شرایط کاملا یکسانی انجام دهید، نتیجه آزمایش، یکسان خواهد بود. در واقع، هم نظریه نسبیت عام و هم مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادی هر دو بر مبنای تقارن‌هایی بنا شده‌اند که هر یک به طور مسبقل در تمامی نقاط فضا و زمان صادق هستند و به همین دلیل هم آنها را اصطلاحا » تقارن‌های پیمانه‌ای» می‌نامند.

    دستاورد ارزشمند امی‌نوثر، انگیزه‌ای قوی را برای دانش فیزیک ایجاد کرد تا به جست و جوی مستمر تقارن‌های ساده و عمیق هستی بپردازد. تقارن‌هایی که تمامی پدیده‌های فوق‌العاده پیچیده جهان، از آنها نشات گرفته‌اند. بارز از خود می‌پرسید که آیا ممکن است وجود نوعی تقارن پیمانه‌ای ناشناخته بر وجود یک بعد زمانی جدید دلالت داشته باشد؟ بدین ترتیب او در سال 1995 جست و جو برای یافتن پاسخ را آغاز کرد.

    سر نخ اصلی پاسخ این معما از نظریه کوانتومی حاصل می‌شود. عدم قطعیت کوانتومی، میزان شناخت ما نسبت به ویژگی‌های یک سیستم فیزیکی را اساسا محدود می‌کند. به عنوان مثال، با اندازه‌گیری دقیق مکان یک اتم، تعیین اندازه حرکت آن عیر ممکن خواهد شد و بالعکس، بارز از خود می‌پرسید که آیا ممکن است این مسئله، از وجود ارتباطی عمیق‌تر ما بین مکان و اندازه حرکت ناشی شده باشد؟

     

    زیستن در سایه‌های ابر زمان

    هنگامی که بارز تصمیم به اعمال این تقارن پیمانه‌ای جدید گرفت، دو اتفاق مهم افتاد. اول آن که او کشف کرد که اعمال این تقارن جدید تنها در صورتی میسر است که کائنات دو بعد اضافی دیگر نیز داشته باشد که یکی از آنها مکانی و دیگری زمانی باشد. بنابراین بر اساس نظریه بارز، جهان که صرفا یکی از جهان‌های بی‌شمار شناور در کائنات است شش بعدی خواهد بود ( بر اساس این نظریه کل کائنات 13 بعدی خواهد بود که از افزودن دو بعد جدید به ابعاد یازده گانه نظریه M حاصل می‌شود).

    هر چند در نظریه بارز امکان سفر در زمان به طور کلی منفی نیست. اما این امکان به واسطه وجود تقارن پیمانه‌ای به شدت محدود می‌شود. او در این‌باره می‌گوید: « در این جهان شش بعدی، پدیده‌ها امکان مانور بسیار اندکی دارند.» این محدویت حرکت در شش بعد، عملا امکان ورود به بعد زمانی دوم و بازگشت به گذشته از درون این بعد را منتفی می‌کند.در ضمن همین امر منجر به حذف احتمالات منفی نیز خواهد شد. بارز می‌گوید: « بنابراین این جهان شش بعدی عملا شبیه به یک جهان بسیار محدودتر یعنی یک جهان چهار بعدی رفتار می‌کند.»

    در واقع اگر چه چنین جهانی ماهیتا با یک جهان چهار بعدی متفاوت است، اما در ظاهر، هیچ تفاوتی با آن ندارد، بارز می‌گوید: «محدویت‌های شدید حاکم بر حرکت در این فضا - زمان با ابعاد بالاتر، منجر به بروز رفتارهایی مشابه با قوانین حرکت در فضا-زمان آشنای چهار بعدی می‌شود». و ادامه می‌دهد: «اما در عین حال، وجود همین ابعاد بالاتر، منجر به تجلی روابط جدید و غیرمنتظره‌ای نیز ما بین پدیده‌ها می‌شود.» بر اساس نظریه بارز، جهانی که ما در اطراف خود می‌بینیم در واقع سایه‌ای از یک جهان شش بعدی است. برای درک بهتر این مطلب، دست خود را به عنوان یک جسم سه بعدی و سایه آن بر روی دیوار را به عغنوان یک تصویر دو بعدی در نظر بگیرید. دقیقا همتن طور که دست شما بسته به موقعیت منبع نور سایه‌های مختلفی خواهد داشت،به ازای یک جهان شش بعدی نیز سایه‌های چهار بعدی متعددی می‌توانند شکل بگیرند. بارز می‌گوید: «هر یک از این سایه‌ها منجر به شکل گیری مجموعه پدیده‌های متفاوتی در جهان ما خواهند شد.»

    بارز مطالعه بر روی ساده‌ترین سیستم ممکن را در یک جهان شش بعدی آغاز کرد. این سیستم، متشکل از یک ذره منفرد است که بدون اعمال هیچ نیرویی بر روی آن، در حال حرکت در یک خط مستقیم ست. بارز دریافت که چنین سیستم ساده‌ای حداقل دارای دو سایه پیچیده‌تر در فضا-زمان چهار بعدی خواهد بود. یکی از این سایه‌ها اکترونی را نشان می‌دهد که در حال چرخش حول یک اتم است و سایه دیگر، ذره‌ای را در یک جهان در حال انبساط نمایش می‌دهد. بارز می‌گوید: «هر چند انی دو پدیده در ظاهر هیچ ارتباطی با همدیگر ندارند، اما درواقع و بر اساس نظریه ابرزمان کاملا با همدیگر مرتبطند، چرا که هر دو ردواقع سایه‌های یک واقعیت واحد شش بعدی هستند.»

    اما اگر چناچه به تعبیر بارز، این فیزیک با ابعاد زمانی مضاعف بتواند پدیده‌های به ظاهر بی‌ارتباط با همدیگر با وحدت ببخشد، آیا ممکن است قادر به وحدت بخشیدن مابین دو ستون عظیم فیزیک قرن بیستم یعنی مکانیک کوانتومی و نسبیت عام هم باشد؟

    بارز مصمم شد که پاسخ این پرسش را بیابد، چرا که به این نتیجه رسیده بود که نظریه‌اش مبنی بر وجود ارتباط مابین پدیده‌های به ظاهر غیر مرتبط، تنها در صورتی ارزش خواهد داشت که بتواند وقوع پدیده‌های جدیدی را پیش‌بینی کند. بدین منظور او چندی پیش فیزیک با ابعاد زمانی مضاعف را بر روی نظریه کوانتومی میدان اعمال کرد (نظریه کوانتومی جهان به جز نیروی گرانش را در قالب مدل استاندارد ذرات بنیادی تبیین می‌کند.)

    سال گذشته (2006) بارز با انتشار مقاله‌ای در نشریه معروف «فیزیکال ریوریو» نشان داد که مدل استاندارد ذرات بنیادی اساسا چیزی جز یکی از سایه‌ها نظیه جهان شش بعدی نیست. بارز معتقد است که جهان شش بعدی، سایه‌های دیگری نیز دارد که گرانش را نیز در بر می‌گیرند. بدین ترتیب در چنین سایه‌هایی، گرانش با مدل استاندارد ذرات بنیادی وحدت پیدا خواهد کرد.

    البته تا کنون فقط تعداد اندکی از فیزیکدان‌ها ایده بارز را به طور جدی تعقیب کرده‌اند؛ چرا که تمامی تلاش‌هایی که توسط فیزیکدان‌ها پیش از بارز برای افزودن ابعاد زمانی جدیدی به معادلات صورت گرفته بود، همگی بیش از ؟آن به سوالات مطرح در عرصه فیزیک پاسخ دهند، سوالات چدیدی را پیش روی فیزیکدان‌ها قرار داده بودند. یکی از این سوالات، در مورد واقعیت داشتن وجود بعد زمانی جدید بود. آیا این بعد جدید هم همانند بعد زمانی متعارفی که ما ادراک می‌کنیم، وقعی است؟ اغلب فیزیکدان‌ها این تعد زمانی جدید را صرفا به عنوان یک مفهوم ریاضی و نه به عنوان یک پدیده واقعی و فیزیکی قبول دارند. «جان کرامر» از دانشگاه واشنگتن در شهر سیاتل آمریکا در این‌باره می‌گوید: «پیش از انی نیز فیزیکدان‌ایی نظیر «استفن هاوکینگ»، مفهوم مشابهی با عوان «زمان مجازی» را در معادلات نسبیت عام انیشتین وارد کرده بودند. اما این مفهوم، صرفا یک مفهوم ریاضی بود. بنابراین به نظر من چنین مفاهیمی صرفا ابزارهایی محاسباتی هستند که با کمک آنها می‌توان محاسبات را پیش برد.»

    اما بارز اصرار دارد که این ابعاد اضافی صرفا یک تدستی ریاضی نیستند. او می‌گوید: «این ابعاد اضافی واقعا وجود دارند. آنها دقیقا همانند سه بعد مکانی و یک بعد زمانی آشنای خودمان واقعی هستند.»

    متاسفانه ما هیچگاه قادر نخواهیم بود وجود بعد زمانی دوم را به همین صورتی که بعد زمانی متعرف را درک می‌کنیم، ادراک کنیم. به عنوان مثال هیچ‌گاه تمی‌توان ساعتی ساخت که قادر به ثبت این زمان دوم باشد. به همین ترتیب، هیچ‌گاه نمی‌توان به واسطه وجود این بعد زمانی دوم، صبح‌ها چند ساعت دیرتر از خواب بیدار شد! علت این امر آن است که زمانی که به طور متعارف برای ما قابل ادراک است، صرفا سایه‌ای از یک حقیقت برتر شش بعدی است که هرگز برای ما قابل دسترسی نخواهد بود.

    البته این بدین معنا نیست که این بعد زمانی اضافی هیچ تاثیری بر جهان ما ندارد. بارز معتقد است که چنین تاثیراتی وجود دارند ولی این تاثیرات اغلب به صورت ناآشکار عمل می‌کنند. به عقیده بارز حتی ممکن است شواهد مستقیمی هم از عملکرد این بعد زمانی وجود داشته باشد. او می‌گوید: «به نظر می‌رسد که فیزیک با بعد زمانی مضاعف بتواند یکی از مسائل مهم مرتبط با مدل استاندارد ذرات بنیادی را حل کند.»

    در درون مدل استاندارد ذرات بنیادی، نظریه‌ای با عنوان «کرمودینامیک کوانتومی» QCD وجود دارد که رفتار نیروی قوی هسته‌ای را تبیین می‌کند. به کمک این نظریه، می‌توان رفتار کوارک را در درون پروتون‌ها و نوترون‌ها و نیز رفتار گلوئون‌هایی که این کوارک‌ها را در کنار همدیگر نگاه می‌دارد، توضیح داد. اما در اینجا مسئله‌ای وجود دارد. بر اساس معادلات QCD، نیروی قوی هسته‌ای باید در واکنش‌های خاصی به صورت غیرمتقارن عمل کرده و همواره برخی از واکنش‌های مزبور را به برخی دگر ترجیح دهد. اما چنین ترجیحی هیچ‌گاه در آزمایش‌های صورت گرفته، مشاهده نشده است. فیزیکدان‌ها برای برطرف کردن این مشکل QCD، به یک راه حل نظری دست یافته‌اند که این رفتار نیروی قوی هسته‌ای را تصحیح می‌کند. اما این راه حل، مبتنی بر فرض وجود ذره‌ای به نام «اکسیون» است.

    شاید تا به اینجا همه چیز خوب به نظر برسد، اما مسئله آن است که تا کنون تمامی آزمایش‌های صورت گرفته برای آشکارسازی اکسیون‌ها، با شکست مواجه شده‌اند. البته در برخی از این آزمایش‌ها گزارش‌هایی مبنی بر مشاهده آثاری که می‌توانند ناشی از وجود اکسیون‌ها باشند، ارئه شده است؛ ولی هیچ یک از این گزارش‌ها از فطعیت قالب توجهی برخوردار نیستند. با این حال بارز معتقد است که پاسخ این مسئله را می‌داند. او می‌گوید: «علت آن سا که اکسیون‌ها اصلا وجود ندارند!» در واقع، با تصویر کردن جهان شش بعدی بر روی چهر بعد،مدلی برای تبیین بر هم کنش‌های ذرات بنیادی حاصل می‌شود که نسبت به مدل استاندارد موجود، کمی متفاوت است. در این مدل جدید، عدم تقارن در رفتار نیروی قوی هسته‌ای خود به خود حذف خواهد شد و بنابراین در فیزیک با ابعاد زمانی مضاعف، اساسا هیچ نیازی به فرض وجود اکسیون نیست. بدین ترتیب بارز معتقد است که آزمایشگران در جست و جوهای خود هیچ گاه چنین ذره‌ای را نخواهند یافت.

    اما عدم کشف اکسیون‌ها به تنهایی برای تایید نظریه فیزیک با ابعاد زمانی مضاعف کافی نخواهد بود. کرامر در این‌باره می‌گوید: «محک واقعی برای چنین نظریه‌ای تنها در صورتی میسر خواهد بود که این نظریه بتواند پیش‌بینی‌هایی ارائه دهد که صحت آنها به طور تجربی قابل آزمون باشند.»

    در واقع، جدیدترین تحقیقات بارز نیز دقیقا بر روی چنین مسئله‌ای متمرکز شره است. او معی دارد فیزیک با ابعاد زمانی مضاعف را بر روی مفهوم «ابر تقارن» اعمال کند. برساس مدل ابر تقارن، هر ذره در مدل استاندارد ذرات بنیادی دارای یک «ابرهمزاد» سنگین‌تر خواهد بود. این ذرات ابر تقارنی تا پیش از این در آزمایش‌های مشاهده نشده‌اند، اما انتظار می‌ود که بتوان آنها را در برخوردهای بسیار پرانرژی صورت گرفته در «هادرون کوب بزرگ» - که سال 2008 در حومه شهر ژنو در سوئیس راه‌اندازی خواهد شد- مشاهده کرد. کرامر می‌گوید: «بارز معتقد است که این نظریه جدید، قیود متفاوتی را تسبت به سایر تظریات موجود بر روی ذرات ابرتقارنی اعمال خواهد کرد.»

    اما مسئله به این مورد خاص هم منحصر نمی‌شود: چرا که بارز با اعمال فیزیک شش بعدی بر روی نظریه کوانتومی میدان، به این اطمینان رسیده است که به زودی موارد متعدد دیگری نیز پیدا خواهد شد که در آنها پیش‌بینی‌های فیزیک شش بعدی نسبت به فیزیک چهار بعدی، متفاوت خواهد بود. او می‌گوید: «این تنها آغاز راه است و من بر این باورم که سایر فیزیکدان‌ها نیز به زودی به دستاورده‌ها بسیار جالب توجهی در این مورد دست خواهند یافت.»

    شاید عجیب به نظر برسد؛ ولی تنها گذشت زمان مشخص خواهد کرد که آیا نظریه بارز در مورد زمان صحیح است یا خیر‍!

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    زمان، از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

    زمان کمیتی است بیانگر مدت انجام کاری.

    دو دیدگاه گوناگون در تعریف زمان وجود دارد. دیدگاه نخست بیان می‌کند که زمان قسمتی از ساختارهای اساسی جهان است، بعدی است که اتفاقات پشت سر هم در آن رخ می‌دهند. همچنین این دیدگاه بیان می‌کند که زمان قابل اندازه گیری است. این یک نوع دیدگاه واقع گرایانه‌است که آیزاک نیوتن بیان می‌کند و از این رو گاهی با نام زمان نیوتونی شناخته می‌شود.

    در مقابل، دیدگاه دیگری چنین بیان می‌کند که زمان قسمتی از ساختارهای ذهنی انسان است (همراه فضا و عدد) آن چنان که ما در ذهن خود رشته‌ٔ رویدادها را دنبال می‌کنیم همچنین در ذهن خود برای طول آن اتفاقات کمیت‌هایی را از قبیل ثانیه و دقیقه تعریف می‌کنیم.

    تعریف دوم به هیچ هویت مستقلی برای زمان اشاره نمی‌کند که اتفاقات درون آن رخ دهد. این دیدگاه حاصل کار گات فراید لایب نیتز و امانوئل کانت می‌باشد که زمان را قابل اندازه‌گیری نمی‌داند و می‌گوید تمام اندازه‌ها در سیستم ذهنی بشر رخ می‌دهد.

    به طور کلی در فیزیک زمان و فضا به عنوان کمیت‌های بنیادی به‌شمار می‌آیند و امکان بیان تعریفی دقیق برای آن‌ها در غالب دیگر کمیت‌ها نیست به این خاطر که بقیه کمیت‌ها هم‌چون سرعت، نیرو و انرژی همگی به وسیله این دو کمیت تعریف شده‌اند.

    داود بن محمود قیصری، در سده هشتم هجری و در رساله «معمای زمان» می‌نویسد که «زمان نه آغازی دارد و نه پایانی. زمان، قابل تقسیم نیست و آنچه که ما آنرا بخش می‌کنیم تنها در پندار ماست.»

     

     

     

    اندازه‌گیری زمان

    شبانروز به دو گونه متفاوت تقسیم می‌شده‌است. یکی، بر مبنای چهار «گاه» یعنی نیمه شب تا برآمدن خورشید، از آن‌جا تا نیمروز، از نیمروز تا فرو شدن خورشید و از آن تا نیمه شب. و شیوه دیگر، تقسیم شبانروز به ۲۴ ساعت یا پاس. طول شبانروز (چه خورشیدی و چه نجومی) همیشه ۲۴ ساعت کامل نیست و در طول روزهای سال تا چند دقیقه کمتر و یا بیشتر می‌شود که در قرارداد عموم و برای جلوگیری از ناهنجاری‌ها، همه شبانروزها ۲۴ ساعت کامل فرض می‌شوند.

    یکای کمیت زمان در سیستم متریک ثانیه می‌باشد. سایر واحدهای این کمیت عبارت‌اند از:

        * دقیقه

        * ساعت

        * شبانه روز

        * هفته

        * ماه

        * سال

        * دهه

        * قرن (سده)

        * هزاره

     

    سفر در زمان

    البته اگر از یک بعد دیگر به قضیه نگاه کنیم همه ما مسافر زمان هستیم. همین الان که شما این را میخوانید، زمان در حول و حوش و به پیش میرود و آینده به حال و حال به گذشته تبدیل میشود. نشانه اش هم رشد موجودات است. ما بزرگ میشویم و میمیریم. پس زمان در جریان است.

    آلبرت اینشتین با ارائه نظریه نسبیت خاص نشان داد که این کار از نظر تئوری شدنی است. بر طبق این نظریه اگه شیئی به سرعت نور نزدیک شود گذشت زمان برایش آهسته تر صورت میگیرد. بنابراین اگر بشود با سرعت بیش از سرعت نور حرکت کرد، زمان به عقب برگردد. مانع اصلی این است که اگر جسمی به سرعت نور نزدیک بشود جرم نسبی ان به بینهایت میل میکند لذا نمیشود شتابی بیش از سرعت نور پیدا کرد. اما شاید یه روز این مشکل هم حل شود. بر خلاف نویسنده ها و خیالپردازها که فکر میکنند سفر در زمان باید با یک ماشین انجام شور، دانشمندان بر این عقیده هستند که اینکار به کمک یک پدیده طبیعی صورت میگیرد. در این خصوص سه پدیده مد نظر است: سیاهچاله های دوار، کرم چاله ها و ریسمانهای کیهانی.

    سیاهچاله ها: اگر ستاره ای تمام سوختش را بسوزاند، دارای جرم فشرده زیادی می شود و حفره ی سیاه رنگی مانند قیف تشکیل می دهد که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد؛ به نحوی که حتی نور هم نمیتواند از آن فرار کند. این حفره ها بر دو نوع هستد. برخی نمی چرخند و هر جسمی که جذب آنها شود نابود میشود. اما بعضی از سیاهچاله ها در حال دوران هستند. این سیاهچاله ها می تواند سکوی پرتاب به آینده یا گذشته باشند.

    کرم چاله: سکوی دیگری برای گذر از زمان است و می تواند در عرض چند ساعت، ما را چندین سال نوری جابجا کند. فرض کنید دو نفر دو طرف ملافه‌ای را گرفته اند و می کشند. اگر یک توپ تنیس روی این ملافه بگذاریم، در سطح ملافه، انحنایی به طرف توپ ایجاد میشود. حال اگر تیله ای را روی هر کدام از گوشه های ملافه قرار دهیم، به سمت چاله ای که توپ تنیس ایجاد کرده است می غلطد. این کار، شبیه سازی ساده ای از نظریه ی اینشتین است که معتقد است اجرام آسمانی در فضا و زمان انحنا ایجاد میکنند(درست مثل همان توپ روی ملافه). حالا اگه فرض کنیم فضا به صورت یک لایه دوبعدی روی یه محور تا شده باشد و بین نیمه بالا و پایین ان خالی باشد و دو جرم هم اندازه در قسمت بالا و پایین مقابل هم قرار گیرد، آن وقت حفره ای که هر دو ایجاد میکنند میتواند به همدیگر رسیده و ایجاد یک تونل کند. مثل این که یک میانبر در زمان و مکان ایجاد شده باشد. به این تونل میگویند کرم چاله. این امید است که یک کهکشانی که ظاهرا میلیونها سال نوری دور از ماست، از راه یک همچین تونلی بیش از چند هزار کیلومتر دور از ما نباشئ. در اصل میشود گفت کرم چاله تونل ارتباطی بین یک سیاهچاله و یه سفیدچاله است و میتواند بین جهان های موازی ارتباط برقرار کند و در نتیجه به همان ترتیب میتواند ما را در زمان جابجا کند. آخرین راه سفر در زمان ریسمانهای کیهانی است. طبق این نظریه یک سری رشته هایی به ضخامت یه اتم در فضا وجود دارند که کل جهان را پوشش میدهند و تحت فشار خیلی زیادی هستند. اینها هم یه نیروی جاذبه خیلی قوی دارند که هر جسمی را سرعت میدهند و چون مرزهای فضا زمان را مغشوش میکند لذا میشود از انها برای گذر از زمان استفاده کرد.

    تونل زمان: واقعیت یا خیال؟ چند اشکال در مساله ی سفر در زمان وجود دارد. اول اینکه اصلا نفس تئوری سفر در زمان یک پارادوکس است. پارادوکس یا محال نما یعنی چیزی که نقض کننده(نقیض) خودش در درونش است. به طور مثال، اگر شخصی در زمان به عقب برگردد و به تاریخی که هنوز بدنیا نیامده است برود، چطور میتواند آنجا باشد؟ یک راه حل برای این مشکل، نظریه ی جهان های موازی است. طبق این نظریه امکان دارد چندین جهان وجود داشته باشد که مشابه جهان ماست اما ترتیب وقایع در انها فرق میکند. پس وقتی به عقب برمیگردیم در یک جهان دیگر وجود داریم نه در جهانی که در ان هستیم. طبق این نظریه بینهایت جهان موازی وجود دارد و ما هر دستکاری که در گذشته انجام بدهیم یک جهان جدید پدید می اید.

    وسایل‌های اندازه گیری زمان در گذشته

        * ساعت شنی

        * ساعت آفتابی

        * ساعت آبی

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان
    پارادوکس دوقلوها

    مقاله تهیه شده درباره ی پارادوکس دوقلوها میباشد و در رابطه با سرنوشت یک خواهر و برادر دوقلو هست که در قرن ۳۰ ام میلادی خواهند آمد و چگونگی جوان ماندن جسیکا نسبت به جیسون درباره پارادوکس دوقلوها می باشد.

    یکی از آسانترین راه هایی که نسلهای آینده می توانند از آن طریق به آینده سفر کنند حرکت با موشک های سریع است.اگر نوادگان ما بتوانند موتورهایی طراحی کنند که بتوانند سرعت را تا کسر قابل توجهی از سرعت نور برسانند باتوجه به پیش بینی های نظریه نسبیت هرکسی که سرنشین این موشک تندرو باشد دیرتر از کسانی که برروی زمین اند پیر میشود.

    یک دوقلو به نام های جیسون و جسیکا را درنظر بگیرید که هردو در آستانه 20 سالگی خود قرار دارند.

    (به طور مثال در سال 3000)

    جسیکا تصمیم می گیرد که تولد خود را با دیداری از ستاره وگا ( که در فاصله 25 سال نوری از زمین قرار دارد ) جشن بگیرد.اما جیسون میخواهد در خانه بماند و به امور معدن بلور Dilithium)) خانوادگی رسیدگی کند.

    باتوجه به اصول نظریه نسبیت دوقلوها می بایست یکدیگر را درحالی مشاهده کنند که گویی طرف مقابل گذر عمر کندتری دارد.این همان پارادوکس دوقلوهاست.چگونه ممکن است که جسیکا و جیسون هردو دیگی را جوان تر ببینند ؟ هنگامی که جسیکا به زمین باز میگردد جوان تر خواهد بود ؟ یا برادر خویش را جوانتر خواهد یافت ؟ پاسخ سوال فوق چنین است : ((فرد جوان *جسیکا* نام دارد))

    جسیکا با شتاب بسیار به وگا رفته و بازگشته است و لکن نسبیت خاص تنها زمانی به کار می آید که حرکت مورد بررسی سرعتی ثابت داشته و به عبارت دیگر فاقد شتاب باشد. نسبیت عام در حرکت شتابدار وارد عرصه می شود و البته همه چیز را تغییر میدهد.فرض کنید جسیکا میخواهد سفر خود را در عرض 55 سال زمینی به انجام برساند. این بدان معنی است که وی می بایست مسافتی معادل 50 سال نوری را با سرعتی معادل 93درصد نور ویا به عبارتی 275 هزار کیلیمتر بر ثانیه بپیماید.برای اینکه (با حفظ دقت) محاسبات را تسهیل کنیم فرض می کنیم که جسیکا در وگا توقفی نداشته و ضمنا شتاب گرفتن وی آنی است.(چه در زمان سرعت و چه در زمان ترمز کردن).

    با چنین سرعتی سفر جسیکا در حدود 55 سال به طول می انجامید. هنگامی که جسیکا به زمین باز گردد ساعت اتمی جیسون سال 3055 را نشان می دهد.جسیکا نیز در هنگام ورود سال زمینی را در می یابد لکن ساعت اتمی که با خود همراه داشته است سال 3022 را نشان می دهد. با این اوصاف عمر جسیکا با 40 درصد سرعت عمر جیسون سپری شده است.

    برای اینکه ببینیم چگونه این مسئله در عمل اتفاق می افتد فرض می کنیم دو ساعت اتمی (که یکی درکنار جیسون و دیگری در اختیار جسیکا است) هریک راس هر ساعت یک سیگنال رادیویی قوی ارسال می کنند و طرف مقابل نیز سیگنال دریافتی را ثبت می کند. در بخش های دوردست این سفر فضایی (طبق اصول نسبیت) جسیکا مشاهده می کند که ساعت جیسون با سرعتی معادل 40 درصد ساعت خودش گذر زمان را ثبت میکند. بنابر این جسیکا سیگنال های ساعتی را هر 5/2 ساعت یک بار دریافت می کند.

    البته در واقعیت این زمان بیشتر هم می شود به این دلیل که در هر یک ساعت جسیکا معادل 92/0 ساعت نوری (55 دقیق نوری) دورتر می شود و نتیجتا نور برای رسیدن به وی باید 55 دقیقه اضافی را طی کند.

    دقیقا مشابه همین وضعیت برای جیسون نیز پیش می آید.

    هنگامی که جسیکا (در سال 3027) به وگا می رسد سیگنالی را به سوی زمین روانه می کند که بیانگر رسیدنش به مقصد است. لکن 25 سال طول می کشد تا این پیام به زمین برسد و نتیجتا جیسون سیگنال مزبور را زودتر از سال 3052 دریافت نخواهد کرد. البته لازم به ذکر است که چون ساعت جسیکا با 40 درصد سرعت ساعت روی زمین گذر زمان را ثبت می کند مدت سفرش تا وگا را نیز به جای 27 سال 11 سال نشان می دهد در نتیجه جسیکا هنگام رسیدن به ستاره وگا سال 3011 را درک می کند.

    در این مورد نیز نسبیت خاص (باتوجه به انقباض فضا) چنین پیش بینی می کند که جسیکا می بایست مسافت طی شده تا وگا را 40 درصد میزان واقعی (یعنی در حدود 10 سال نوری) ارزیابی کند و درنتیجه سرعت وی از سرعت نور بیشتر نخواهد شد.

    جسیکا پس از رسیدن به وگا بلافاصله آهنگ بازگشت می کند. اکنون سیگنال ها سریعتر از هر ساعت یکبار می رسند.(علی رغم ساعتی که کند کار می کند). زیرا فاصله ما بین دو گیرنده با سرعت بیشتری در حال کاهش است.

    جسیکا طبق برنامه در سال 3055 زمینی به موطن خویش باز می گردد. لکن همان گونه که پیش تر ذکر آن رفت پیامی که حاکی از رسیدن جسیکا به ستاره وگا است در سال 3052 به دست جیسون می رسد. یعنی سه سال قبل از رسیدن جسیکا به زمین. در نتیجه از منظر جیسون – بازگشت جسیکا از وگا به زمین تنها 3 سال به طول انجامیده است. اما هنگامی که جیسون به ساعت جسیکا که در طول سفر همراهش بوده است می نگرد در می یابد 3 سالی که وی با توجه به سیگنال های دریافتی ثبت کرده است در ساعت جسیکا 11 سال ثبت شده است.

    ازدیاد سرعتی که جیسون در جیسون درک کرده بود – جسیکا نیز حس کرده است. لکن هنگامی که از کابین سفینه خود خارج می شود و به ساعت خود می نگرد – تاریخ 3022 را بر آن مشاهده می کند.

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، سفر در زمان