آیا جهان همواره در حال انبساط و گسترش است؟
فیزیکدانها هنوز به طور یقین نمیتوانند در این باره اظهار نظر صریح بکنند، زیرا آنها نمیدانند که آیا نیروی گرانشی که سبب کشش و جذب کهکشانها به سوی یکدیگر میشوند توانایی خواهند یافت، انبساط جهان را متوقف سازند، به ویژه با این آگاهی که دانشمندان، از چگالی ماده درون جهان، شناخت دقیق و کافی ندارند، بدین ترتیب دو سناریو امکانپذیر است:
اول: چگالی جهان ناکافی است، درین صورت نیروهای گرانشی نخواهند توانست از حرکت گسترش جهان جلوگیری کنند، در نتیجه جهان به انبساط خود تا بینهایت ادامه خواهد داد.
دوم: چگالی جهان کافی است، در نتیجه نیروهای گرانشی (کهکشانها) پس از چندین میلیارد سال موفق خواهند شد تا روند انبساط جهان را کُند کرده و سپس آن را بهکل از حرکت باز دارد و آن گاه در مرحلهی بعدی جهان را مجبور به انقباض و در نهایت به فروریزی در خود سازد.
در جریان مرحلهی انقباض، کهکشانها کاملا به همدیگر نزدیک شده و در همجوش خورده، و به کام سیاهچالهها کشیده خواهند شد. در پایان سیاهچالهها به سیاهچالهای واحد تبدیل شده و سرانجام به پایان جهان ما منجر خواهد شد.
@cosmos_physics
فیزیکدانها هنوز به طور یقین نمیتوانند در این باره اظهار نظر صریح بکنند، زیرا آنها نمیدانند که آیا نیروی گرانشی که سبب کشش و جذب کهکشانها به سوی یکدیگر میشوند توانایی خواهند یافت، انبساط جهان را متوقف سازند، به ویژه با این آگاهی که دانشمندان، از چگالی ماده درون جهان، شناخت دقیق و کافی ندارند، بدین ترتیب دو سناریو امکانپذیر است:
اول: چگالی جهان ناکافی است، درین صورت نیروهای گرانشی نخواهند توانست از حرکت گسترش جهان جلوگیری کنند، در نتیجه جهان به انبساط خود تا بینهایت ادامه خواهد داد.
دوم: چگالی جهان کافی است، در نتیجه نیروهای گرانشی (کهکشانها) پس از چندین میلیارد سال موفق خواهند شد تا روند انبساط جهان را کُند کرده و سپس آن را بهکل از حرکت باز دارد و آن گاه در مرحلهی بعدی جهان را مجبور به انقباض و در نهایت به فروریزی در خود سازد.
در جریان مرحلهی انقباض، کهکشانها کاملا به همدیگر نزدیک شده و در همجوش خورده، و به کام سیاهچالهها کشیده خواهند شد. در پایان سیاهچالهها به سیاهچالهای واحد تبدیل شده و سرانجام به پایان جهان ما منجر خواهد شد.
@cosmos_physics
"ما باید مواظب باشیم که تنها به دلیل اینکه دلمان میخواهد بعضی چیزها حقیقت داشته باشند، آنها را باور نکنیم. هیچ کس نمی تواند شما را به همان راحتی که شما خودتان را گول می زنید، گول بزند."
-ریچارد فاینمن، فیزیکدان امریکایی(۱۹۱۸-۱۹۸۸)
فاینمن یکی از دانشمندان کول روزگارست که در زندگی همه کار کرده و به قولی lived a full life. او از ام آی تی و پرینستون فارغ التحصیل شد و به استخدام پروژه منهتن برای ساخت بمب اتم درآمد. در دانشگاه تدریس میکرد و درعین حال نوازنده درام بود. بسیار محقق فعالی بود و جوایز مختلف از جمله جایزه اینشتین(۱۹۵۴)، لارنس(۱۹۶۲) و نوبل فیزیک(۱۹۶۵) را برد، ولی همگام با تفریحات دهه ۶۰ الاسدی و ماریجوانا هم امتحان میکرد. حتی در برهه ای نشانه های اعتیاد به الکل داشت که مصرف آنرا متوقف کرد. به هنر علاقه داشت، نقاشی میکرد و در یک فیلم نیز بازی کرده ست. اصل ونسب یهودی داشت ولی خودش خداناباور بود و از ابراز آن در مدیا ابایی نداشت. در سالهای آخر عمرش در برنامه های تلویزیونی ظاهر میشد و کتابهای علمی برای عموم مینوشت. خلاصه حسابی از زندگی استفاده کرد و در آخر هم از سرطان درگذشت.
@cosmos_physics
-ریچارد فاینمن، فیزیکدان امریکایی(۱۹۱۸-۱۹۸۸)
فاینمن یکی از دانشمندان کول روزگارست که در زندگی همه کار کرده و به قولی lived a full life. او از ام آی تی و پرینستون فارغ التحصیل شد و به استخدام پروژه منهتن برای ساخت بمب اتم درآمد. در دانشگاه تدریس میکرد و درعین حال نوازنده درام بود. بسیار محقق فعالی بود و جوایز مختلف از جمله جایزه اینشتین(۱۹۵۴)، لارنس(۱۹۶۲) و نوبل فیزیک(۱۹۶۵) را برد، ولی همگام با تفریحات دهه ۶۰ الاسدی و ماریجوانا هم امتحان میکرد. حتی در برهه ای نشانه های اعتیاد به الکل داشت که مصرف آنرا متوقف کرد. به هنر علاقه داشت، نقاشی میکرد و در یک فیلم نیز بازی کرده ست. اصل ونسب یهودی داشت ولی خودش خداناباور بود و از ابراز آن در مدیا ابایی نداشت. در سالهای آخر عمرش در برنامه های تلویزیونی ظاهر میشد و کتابهای علمی برای عموم مینوشت. خلاصه حسابی از زندگی استفاده کرد و در آخر هم از سرطان درگذشت.
@cosmos_physics
کوانتوم تصویری از واقعیت را که ساختهشده از ذراتی بود که در امتداد مسیرهای مشخصی حرکت میکردند، ویران کرد، بدون اینکه مشخص کند بدون جایگزینی آن ما چطور باید به جهان فکر کنیم. ریاضیات ِ آن واقعیتها را توصیف نمیکند. به نظر میرسد که اجسام دور از هم به صورت جادویی با هم ارتباط دارند.
جای ماده را امواج شبحوار احتمالاتی میگیرد.
عجیب وغریب بودن نظریهی کوانتوم ما را مبهوت میکند؛ با این حال چشماندازهای جدیدی برای درک واقعیت نیز میگشاید؛ واقعیتی که ظریفتر از ماتریالیسم سادهپندارانهی ذرات در فضاست.
واقعیتی که به جای «اشیا» از «روابط»
ساخته شده است.
درک معنای انقلاب کوانتومی
کارلو رووِلّی
@cosmos_physics
جای ماده را امواج شبحوار احتمالاتی میگیرد.
عجیب وغریب بودن نظریهی کوانتوم ما را مبهوت میکند؛ با این حال چشماندازهای جدیدی برای درک واقعیت نیز میگشاید؛ واقعیتی که ظریفتر از ماتریالیسم سادهپندارانهی ذرات در فضاست.
واقعیتی که به جای «اشیا» از «روابط»
ساخته شده است.
درک معنای انقلاب کوانتومی
کارلو رووِلّی
@cosmos_physics
ما در طلب نور به بیراهه دویدیم
گم کرده جهت ، خسته به ویرانه رسیدیم
خورشید عیان بود ولی نور ندیدیم
سرمست در آغوش شب تیره خزیدیم
امید طوطیان
@cosmos_physics
گم کرده جهت ، خسته به ویرانه رسیدیم
خورشید عیان بود ولی نور ندیدیم
سرمست در آغوش شب تیره خزیدیم
امید طوطیان
@cosmos_physics
سلام به همه عزیزان
با توجه به رای اکثریت اعضا، فعالیت کانال رو از سر میگیریم.
بابت اتفاقات اخیر خشمگین هستیم.
این روزها شاهد سرکوب، خشونت، ایجاد ترس، وحشیگری و درندگی نیروهای به اصلاح امنیتی هستیم.
متاسفانه این حکومت، نه اصلاح پذیر هست و نه از تاریخ درس میگیرد، مطمئنا روزی هزینه خشونت و ظلم علیه مردمش رو خواهد داد.
به امید آزادی
با توجه به رای اکثریت اعضا، فعالیت کانال رو از سر میگیریم.
بابت اتفاقات اخیر خشمگین هستیم.
این روزها شاهد سرکوب، خشونت، ایجاد ترس، وحشیگری و درندگی نیروهای به اصلاح امنیتی هستیم.
متاسفانه این حکومت، نه اصلاح پذیر هست و نه از تاریخ درس میگیرد، مطمئنا روزی هزینه خشونت و ظلم علیه مردمش رو خواهد داد.
به امید آزادی
جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۲ به سه دانشمند علم کوانتوم رسید
آکادمی سلطنتی علوم سوئد اعلام کرد آلن اسپکت از فرانسه، جان اف. کلاوزر از ایالات متحده و آنتون زایلینگر از اتریش برنده جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۲۲ برای کارشان در زمینه علم اطلاعات کوانتومی شدند.
آکادمی در بیانیه ای اعلام کرد که این جوایز به دلیل "آزمایش های آنها با فوتون های درهم تنیده، اثبات نقض نابرابری های بل و علم اطلاعات کوانتومی پیشگام" اهدا شد.
وی افزود: نتایج آنها راه را برای فناوری جدید مبتنی بر اطلاعات کوانتومی باز کرده است.
در این بیانیه آمده است: "اثرات غیرقابل توصیف مکانیک کوانتومی در حال یافتن برنامه های کاربردی هستند. اکنون زمینه تحقیقاتی گسترده ای وجود دارد که شامل کامپیوترهای کوانتومی، شبکه های کوانتومی و ارتباطات رمزگذاری شده کوانتومی امن است."
@cosmos_physics
آکادمی سلطنتی علوم سوئد اعلام کرد آلن اسپکت از فرانسه، جان اف. کلاوزر از ایالات متحده و آنتون زایلینگر از اتریش برنده جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۲۲ برای کارشان در زمینه علم اطلاعات کوانتومی شدند.
آکادمی در بیانیه ای اعلام کرد که این جوایز به دلیل "آزمایش های آنها با فوتون های درهم تنیده، اثبات نقض نابرابری های بل و علم اطلاعات کوانتومی پیشگام" اهدا شد.
وی افزود: نتایج آنها راه را برای فناوری جدید مبتنی بر اطلاعات کوانتومی باز کرده است.
در این بیانیه آمده است: "اثرات غیرقابل توصیف مکانیک کوانتومی در حال یافتن برنامه های کاربردی هستند. اکنون زمینه تحقیقاتی گسترده ای وجود دارد که شامل کامپیوترهای کوانتومی، شبکه های کوانتومی و ارتباطات رمزگذاری شده کوانتومی امن است."
@cosmos_physics
تلسکوپ فضایی جیمزوب تصویر جدیدی از ستونهای آفرینش در سحابی عقاب منتشر کرده است.
این سحابی در فاصله ۶۵۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد و محل تولد ستارگان زیادی است.
@cosmos_physics
این سحابی در فاصله ۶۵۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد و محل تولد ستارگان زیادی است.
@cosmos_physics
در حقیقت افسانه های بهشت و دوزخ همواره در ادیان گوناگون برای انگیزش طبقه متوسط و تحت نظر گرفتن اعمال آنها به وجود آمده است.
شدت و ضعف بهشت و دوزخ را از نظر فریبندگی و هراس انگیزی میان ملل و اقوام مختلف و گوناگون می توان به نسبت فهم و شعور آنان سنجید.
زیگموند فروید
📚 آینده یک پندار
@cosmos_physics
شدت و ضعف بهشت و دوزخ را از نظر فریبندگی و هراس انگیزی میان ملل و اقوام مختلف و گوناگون می توان به نسبت فهم و شعور آنان سنجید.
زیگموند فروید
📚 آینده یک پندار
@cosmos_physics
✅ انرژی نقطه صفر
Zero-point energy
انرژی نقطه صفر (ZPE) کمترین انرژی ممکنی است که یک سیستم مکانیک کوانتومی ممکن است داشته باشد. برخلاف مکانیک کلاسیک، سیستمهای کوانتومی دائماً در پایینترین حالت انرژی خود در نوسان هستند که توسط اصل عدم قطعیت هایزنبرگ توصیف شده است. بنابراین، حتی در دمای صفر مطلق، اتمها و مولکولها مقداری حرکت ارتعاشی را حفظ میکنند. به غیر از اتمها و مولکولها، فضای خالی خلاء نیز این ویژگیها را دارد. بر اساس نظریه میدان کوانتومی، جهان را میتوان نه به عنوان ذرات ایزوله شده، بلکه میدانهای در نوسان پیوسته در نظر گرفت:
میدانهای ماده matter fields، که کوانتومهای آن فرمیونها هستند (یعنی لپتونها و کوارکها)
میدانهای نیرو force fields ، که کوانتومهای آن بوزونها هستند (مثلاً، فوتونها ). همه این میدان ها دارای انرژی نقطه صفر هستند.
این میدان های نوسان کننده در نقطه صفر منجر به نوعی بازتعریف از یک اثیر aether در فیزیک می شود ، زیرا برخی از سیستم ها می توانند وجود این انرژی را تشخیص دهند. با این حال، این اثیر اگر تحت تبدیلات لورنتز تغییر ناپذیر باشد ، را نمیتوان به عنوان یک رسانه فیزیکی در نظر گرفت، بگونه ای که با نظریه نسبیت خاص اینشتین هیچ تناقضی وجود نداشته باشد.
مفهوم انرژی نقطه صفر نیز برای کیهانشناسی مهم است و فیزیک در حال حاضر فاقد یک مدل نظری کامل برای درک انرژی نقطه صفر در این زمینه است. به طور خاص، اختلاف بین انرژی خلاء تئوریکال و مشاهدهشده در جهان دارای اختلاف عمده است. فیزیکدانان ریچارد فاینمن و جان ویلر تابش نقطه صفر خلاء را با مرتبهای بزرگتر از انرژی هستهای nuclear محاسبه کردند، مانند یک لامپ که دارای انرژی کافی برای جوشاندن تمام اقیانوسهای جهان است.
با این حال، طبق نظریه نسبیت عام انیشتین، چنین انرژی با اثرات گرانشی ، و شواهد تجربی از انبساط کیهان، انرژی تاریک و اثر کازمیر نشان میدهد که چنین انرژی بسیار ضعیفی است. پیشنهاد رایج که سعی در پرداختن به این موضوع دارد این است که بگوییم میدان فرمیون دارای انرژی نقطه صفر منفی است، در حالی که میدان بوزون دارای انرژی نقطه صفر مثبت است و بنابراین این انرژیها به نوعی یکدیگر را خنثی میکنند. اگر ابرتقارن supersymmetry ، بیانگر تقارنی دقیق در طبیعت باشد، این ایده درست خواهد بود. با این حال، LHC در سرن تا کنون هیچ مدرکی برای تأیید آن پیدا نکرده است.
اما اگر ابرتقارن معتبر باشد، در بیشتر موارد این تقارن شکسته شده است، این تقارن ها در انرژی های بسیار بالا صادق هستند ، و هیچ کس نتوانسته که با یک تئوری نشان دهد که در آن لغو cancelation نقطه صفر در جهان کم انرژی که ما امروز مشاهده می کنیم ، رخ می دهد . این اختلاف به عنوان مشکل ثابت کیهانی شناخته میشود و یکی از بزرگترین رازهای حل نشده در فیزیک است. بسیاری از فیزیکدانان بر این باورند که "خلأ کلید درک کامل طبیعت را در اختیار دارد".
@cosmos_physics
Zero-point energy
انرژی نقطه صفر (ZPE) کمترین انرژی ممکنی است که یک سیستم مکانیک کوانتومی ممکن است داشته باشد. برخلاف مکانیک کلاسیک، سیستمهای کوانتومی دائماً در پایینترین حالت انرژی خود در نوسان هستند که توسط اصل عدم قطعیت هایزنبرگ توصیف شده است. بنابراین، حتی در دمای صفر مطلق، اتمها و مولکولها مقداری حرکت ارتعاشی را حفظ میکنند. به غیر از اتمها و مولکولها، فضای خالی خلاء نیز این ویژگیها را دارد. بر اساس نظریه میدان کوانتومی، جهان را میتوان نه به عنوان ذرات ایزوله شده، بلکه میدانهای در نوسان پیوسته در نظر گرفت:
میدانهای ماده matter fields، که کوانتومهای آن فرمیونها هستند (یعنی لپتونها و کوارکها)
میدانهای نیرو force fields ، که کوانتومهای آن بوزونها هستند (مثلاً، فوتونها ). همه این میدان ها دارای انرژی نقطه صفر هستند.
این میدان های نوسان کننده در نقطه صفر منجر به نوعی بازتعریف از یک اثیر aether در فیزیک می شود ، زیرا برخی از سیستم ها می توانند وجود این انرژی را تشخیص دهند. با این حال، این اثیر اگر تحت تبدیلات لورنتز تغییر ناپذیر باشد ، را نمیتوان به عنوان یک رسانه فیزیکی در نظر گرفت، بگونه ای که با نظریه نسبیت خاص اینشتین هیچ تناقضی وجود نداشته باشد.
مفهوم انرژی نقطه صفر نیز برای کیهانشناسی مهم است و فیزیک در حال حاضر فاقد یک مدل نظری کامل برای درک انرژی نقطه صفر در این زمینه است. به طور خاص، اختلاف بین انرژی خلاء تئوریکال و مشاهدهشده در جهان دارای اختلاف عمده است. فیزیکدانان ریچارد فاینمن و جان ویلر تابش نقطه صفر خلاء را با مرتبهای بزرگتر از انرژی هستهای nuclear محاسبه کردند، مانند یک لامپ که دارای انرژی کافی برای جوشاندن تمام اقیانوسهای جهان است.
با این حال، طبق نظریه نسبیت عام انیشتین، چنین انرژی با اثرات گرانشی ، و شواهد تجربی از انبساط کیهان، انرژی تاریک و اثر کازمیر نشان میدهد که چنین انرژی بسیار ضعیفی است. پیشنهاد رایج که سعی در پرداختن به این موضوع دارد این است که بگوییم میدان فرمیون دارای انرژی نقطه صفر منفی است، در حالی که میدان بوزون دارای انرژی نقطه صفر مثبت است و بنابراین این انرژیها به نوعی یکدیگر را خنثی میکنند. اگر ابرتقارن supersymmetry ، بیانگر تقارنی دقیق در طبیعت باشد، این ایده درست خواهد بود. با این حال، LHC در سرن تا کنون هیچ مدرکی برای تأیید آن پیدا نکرده است.
اما اگر ابرتقارن معتبر باشد، در بیشتر موارد این تقارن شکسته شده است، این تقارن ها در انرژی های بسیار بالا صادق هستند ، و هیچ کس نتوانسته که با یک تئوری نشان دهد که در آن لغو cancelation نقطه صفر در جهان کم انرژی که ما امروز مشاهده می کنیم ، رخ می دهد . این اختلاف به عنوان مشکل ثابت کیهانی شناخته میشود و یکی از بزرگترین رازهای حل نشده در فیزیک است. بسیاری از فیزیکدانان بر این باورند که "خلأ کلید درک کامل طبیعت را در اختیار دارد".
@cosmos_physics
عکس جدید "جیمز وب" از بزرگترین ساعت شنی کیهان
تلسکوپ فضایی جیمز وب" در جدیدترین عکس خود، یک ساعت شنی را در دل آسمان نشان میدهد که آغاز یک ستاره را به تصویر میکشد.
در گردن این ساعت شنی، آغاز یک ستاره جدید پنهان است. ابرهای غبار و گاز در این منطقه فقط در نور فروسرخ قابل مشاهده هستند. طول موجهای فروسرخ، همان طول موجهایی هستند که تلسکوپ فضایی جیمز وب در آنها تخصص دارد.
@cosmos_physics
تلسکوپ فضایی جیمز وب" در جدیدترین عکس خود، یک ساعت شنی را در دل آسمان نشان میدهد که آغاز یک ستاره را به تصویر میکشد.
در گردن این ساعت شنی، آغاز یک ستاره جدید پنهان است. ابرهای غبار و گاز در این منطقه فقط در نور فروسرخ قابل مشاهده هستند. طول موجهای فروسرخ، همان طول موجهایی هستند که تلسکوپ فضایی جیمز وب در آنها تخصص دارد.
@cosmos_physics
✅ چیزی در نظریه گرانش اینشتین اشتباه است
نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین در توصیف گرانش ستارگان و سیارات به طور قابل توجهی موفق بوده است، اما به نظر نمی رسد که در همه مقیاس ها کاملاً کاربرد داشته باشد.
همه چیز در جهان جاذبه دارد و آن را نیز احساس می کند. با این حال، این رایجترین نیروی بنیادی نیز همان چیزی است که بزرگترین چالشها را برای فیزیکدانان ایجاد میکند. نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین در توصیف گرانش ستارگان و سیارات بسیار موفق بوده است، اما به نظر نمیرسد که در همه مقیاسها کاملاً کاربرد داشته باشد.
نسبیت عام چندین سال آزمایش های رصدی را پشت سر گذاشته است، از اندازه گیری ادینگتون از انحراف نور ستاره توسط خورشید در سال 1919 تا تشخیص اخیر امواج گرانشی. با این حال، شکافها در درک ما زمانی ظاهر میشوند که سعی میکنیم آن را در فواصل بسیار کوچک اعمال کنیم، جایی که قوانین مکانیک کوانتومی عمل میکنند، یا زمانی که سعی میکنیم کل جهان را توصیف کنیم.
مطالعه جدید ما، منتشر شده در Nature Astronomy، اکنون نظریه انیشتین را در بزرگترین مقیاس آزمایش کرده است. ما گمان میکنیم رویکرد ما ممکن است روزی به حل برخی از بزرگترین راز های کیهانشناسی کمک کند، و نتایج نشان میدهد که نظریه نسبیت عام ممکن است نیاز به تغییر در این مقیاس داشته باشد.
مدل معیوب؟
نظریه کوانتومی پیش بینی می کند که فضای خالی، خلاء، مملو از انرژی است. ما متوجه حضور آن نمیشویم زیرا دستگاههای ما فقط میتوانند تغییرات انرژی را به جای مقدار کل آن اندازهگیری کنند.
با این حال، به گفته انیشتین، انرژی خلاء گرانش دافعه ای دارد - فضای خالی را از هم جدا می کند.جالب توجه است، در سال 1998، کشف شد که انبساط جهان در واقع در حال شتاب است (یافته ای که با جایزه نوبل فیزیک 2011 اعطا شد). با این حال، مقدار انرژی خلاء یا انرژی تاریک که برای توضیح شتاب ضروری است، مرتبههای بزرگی کوچکتر از آن چیزی است که نظریه کوانتومی پیشبینی میکند.
از این رو سؤال بزرگی که «مسئله ثابت کیهانشناسی قدیمی» نامیده میشود این است که آیا انرژی خلاء واقعاً گرانش میکند( اعمال نیروی گرانشی و تغییر انبساط جهان).
اگر بله، پس چرا گرانش آن بسیار ضعیف تر از حد پیش بینی شده است؟ اگر خلاء اصلاً جاذبه نداشته باشد، چه چیزی باعث شتاب کیهانی می شود؟
ما نمی دانیم انرژی تاریک چیست، اما برای توضیح انبساط جهان باید وجود آن را فرض کنیم.به طور مشابه، ما همچنین باید فرض کنیم که نوعی ماده نامرئی وجود دارد که ماده تاریک نامیده میشود تا توضیح دهیم که چگونه کهکشانها و خوشهها به شکلی که امروزه مشاهده میکنیم تکامل یافتهاند.
این مفروضات در نظریه استاندارد کیهان شناسی دانشمندان، به نام مدل ماده تاریک سرد لامبدا (LCDM) گنجانده شده است، که نشان می دهد 70٪ انرژی تاریک، 25٪ ماده تاریک و 5٪ ماده معمولی در کیهان وجود دارد. و این مدل در برازش تمام داده های جمع آوری شده توسط کیهان شناسان در طول 20 سال گذشته به طرز چشمگیری موفق بوده است.
اما این واقعیت که بیشتر کیهان از نیروها و مواد تاریک تشکیل شده است، که مقادیر عجیب و غریبی را در نظر می گیرند که منطقی نیستند، بسیاری از فیزیکدانان را بر آن داشته تا به این فکر کنند که آیا نظریه گرانش اینشتین برای توصیف کل جهان نیاز به اصلاح دارد یا خیر.
چند سال پیش زمانی که مشخص شد روشهای مختلف اندازهگیری نرخ انبساط کیهانی، که ثابت هابل نامیده میشود، پاسخهای متفاوتی میدهد، پیچش جدیدی ظاهر شد، مشکلی که به عنوان تنش هابل(Hubble tension) شناخته میشود.
اختلاف یا تنش بین دو مقدار ثابت هابل است. یکی عددی است که توسط مدل کیهانی LCDM پیشبینی شده است، که برای مطابقت با نور باقی مانده از انفجار بزرگ (تابش پسزمینه مایکروویو کیهانی) ایجاد شده است. دیگری نرخ انبساط است که با مشاهده ستارگان در حال انفجار معروف به ابرنواخترها در کهکشان های دور اندازه گیری می شود.
ایده های نظری زیادی برای راه های اصلاح LCDM برای توضیح تنش هابل پیشنهاد شده است. از جمله آنها می توان به نظریه های گرانش جایگزین اشاره کرد.
جستجو برای پاسخ
ما میتوانیم آزمایشهایی طراحی کنیم تا بررسی کنیم که آیا جهان از قوانین نظریه انیشتین پیروی میکند یا خیر. نسبیت عام گرانش را به عنوان انحنا یا تاب برداشتن فضا و زمان، خم شدن مسیرهایی که نور و ماده در امتداد آن حرکت می کنند، توصیف می کند.نکته مهم این است که پیشبینی میکند که مسیر پرتوهای نور و ماده باید به همان صورت توسط گرانش خم شود.
لینک کامل مقاله اصلی
@cosmos_physics
نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین در توصیف گرانش ستارگان و سیارات به طور قابل توجهی موفق بوده است، اما به نظر نمی رسد که در همه مقیاس ها کاملاً کاربرد داشته باشد.
همه چیز در جهان جاذبه دارد و آن را نیز احساس می کند. با این حال، این رایجترین نیروی بنیادی نیز همان چیزی است که بزرگترین چالشها را برای فیزیکدانان ایجاد میکند. نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین در توصیف گرانش ستارگان و سیارات بسیار موفق بوده است، اما به نظر نمیرسد که در همه مقیاسها کاملاً کاربرد داشته باشد.
نسبیت عام چندین سال آزمایش های رصدی را پشت سر گذاشته است، از اندازه گیری ادینگتون از انحراف نور ستاره توسط خورشید در سال 1919 تا تشخیص اخیر امواج گرانشی. با این حال، شکافها در درک ما زمانی ظاهر میشوند که سعی میکنیم آن را در فواصل بسیار کوچک اعمال کنیم، جایی که قوانین مکانیک کوانتومی عمل میکنند، یا زمانی که سعی میکنیم کل جهان را توصیف کنیم.
مطالعه جدید ما، منتشر شده در Nature Astronomy، اکنون نظریه انیشتین را در بزرگترین مقیاس آزمایش کرده است. ما گمان میکنیم رویکرد ما ممکن است روزی به حل برخی از بزرگترین راز های کیهانشناسی کمک کند، و نتایج نشان میدهد که نظریه نسبیت عام ممکن است نیاز به تغییر در این مقیاس داشته باشد.
مدل معیوب؟
نظریه کوانتومی پیش بینی می کند که فضای خالی، خلاء، مملو از انرژی است. ما متوجه حضور آن نمیشویم زیرا دستگاههای ما فقط میتوانند تغییرات انرژی را به جای مقدار کل آن اندازهگیری کنند.
با این حال، به گفته انیشتین، انرژی خلاء گرانش دافعه ای دارد - فضای خالی را از هم جدا می کند.جالب توجه است، در سال 1998، کشف شد که انبساط جهان در واقع در حال شتاب است (یافته ای که با جایزه نوبل فیزیک 2011 اعطا شد). با این حال، مقدار انرژی خلاء یا انرژی تاریک که برای توضیح شتاب ضروری است، مرتبههای بزرگی کوچکتر از آن چیزی است که نظریه کوانتومی پیشبینی میکند.
از این رو سؤال بزرگی که «مسئله ثابت کیهانشناسی قدیمی» نامیده میشود این است که آیا انرژی خلاء واقعاً گرانش میکند( اعمال نیروی گرانشی و تغییر انبساط جهان).
اگر بله، پس چرا گرانش آن بسیار ضعیف تر از حد پیش بینی شده است؟ اگر خلاء اصلاً جاذبه نداشته باشد، چه چیزی باعث شتاب کیهانی می شود؟
ما نمی دانیم انرژی تاریک چیست، اما برای توضیح انبساط جهان باید وجود آن را فرض کنیم.به طور مشابه، ما همچنین باید فرض کنیم که نوعی ماده نامرئی وجود دارد که ماده تاریک نامیده میشود تا توضیح دهیم که چگونه کهکشانها و خوشهها به شکلی که امروزه مشاهده میکنیم تکامل یافتهاند.
این مفروضات در نظریه استاندارد کیهان شناسی دانشمندان، به نام مدل ماده تاریک سرد لامبدا (LCDM) گنجانده شده است، که نشان می دهد 70٪ انرژی تاریک، 25٪ ماده تاریک و 5٪ ماده معمولی در کیهان وجود دارد. و این مدل در برازش تمام داده های جمع آوری شده توسط کیهان شناسان در طول 20 سال گذشته به طرز چشمگیری موفق بوده است.
اما این واقعیت که بیشتر کیهان از نیروها و مواد تاریک تشکیل شده است، که مقادیر عجیب و غریبی را در نظر می گیرند که منطقی نیستند، بسیاری از فیزیکدانان را بر آن داشته تا به این فکر کنند که آیا نظریه گرانش اینشتین برای توصیف کل جهان نیاز به اصلاح دارد یا خیر.
چند سال پیش زمانی که مشخص شد روشهای مختلف اندازهگیری نرخ انبساط کیهانی، که ثابت هابل نامیده میشود، پاسخهای متفاوتی میدهد، پیچش جدیدی ظاهر شد، مشکلی که به عنوان تنش هابل(Hubble tension) شناخته میشود.
اختلاف یا تنش بین دو مقدار ثابت هابل است. یکی عددی است که توسط مدل کیهانی LCDM پیشبینی شده است، که برای مطابقت با نور باقی مانده از انفجار بزرگ (تابش پسزمینه مایکروویو کیهانی) ایجاد شده است. دیگری نرخ انبساط است که با مشاهده ستارگان در حال انفجار معروف به ابرنواخترها در کهکشان های دور اندازه گیری می شود.
ایده های نظری زیادی برای راه های اصلاح LCDM برای توضیح تنش هابل پیشنهاد شده است. از جمله آنها می توان به نظریه های گرانش جایگزین اشاره کرد.
جستجو برای پاسخ
ما میتوانیم آزمایشهایی طراحی کنیم تا بررسی کنیم که آیا جهان از قوانین نظریه انیشتین پیروی میکند یا خیر. نسبیت عام گرانش را به عنوان انحنا یا تاب برداشتن فضا و زمان، خم شدن مسیرهایی که نور و ماده در امتداد آن حرکت می کنند، توصیف می کند.نکته مهم این است که پیشبینی میکند که مسیر پرتوهای نور و ماده باید به همان صورت توسط گرانش خم شود.
لینک کامل مقاله اصلی
@cosmos_physics