آخرین مقاله استیون هاوکینگ، نظریه جهان‌ چند‌گانه را رد کرد

42-46205410 آخرین مقاله استیون هاوکینگ، نظریه جهان‌ چند‌گانه را رد کرد

سرانجام آخرین مقاله‌ای که استیون هاوکینگ پیش از مرگش بر روی آن کار می‌کرد، منتشر شد و براساس آن او اعتقاد دارد جهان ما ساده‌تر از آن چیزی است که پیش‌تر تصور می‌کرده است. این مقاله که ” خروجی ساده از تورم ابدی ؟ ” (A Smooth Exit from Eternal Inflation?) نامیده شده، توسط او و همکارش توماس هرتوگ نوشته شده است.

stephen-hawking-obit-remembered-450x253 آخرین مقاله استیون هاوکینگ، نظریه جهان‌ چند‌گانه را رد کرد

در این مقاله هاوکینگ و هرتوگ براساس نظریه تورم ابدی (مدل توسعه یافته‌ای از نظریه مه‌بانگ) این واقعیت را که جهان قابل مشاهده از یک جهان بزرگ‌تر و غیر‌قابل مشاهده شکل گرفته است را بررسی کرده و توضیح می‌دهند. در طول چند دهه اخیر نظریه‌پردازان بسیاری به این مسئله پرداخته‌اند و حتی در بسیاری از کتاب‌های کمیک و فیلم‌های هالیوودی نظریه وجود جهان‌های دیگر دستمایه نوشته‌ها و سناریو‌ها قرار گرفته است.

البته این نظریه به سادگی چیزی که در کتاب‌های کمیک گفته می‌شود، نیست و به معنای شناور بودن چند زمین دیگر در فضای اطراف خلاصه نمی‌شود. بلکه طبق نظر دانشمندان این جهان‌ها دارای قوانین فیزیکی متفاوت و مختص خود هستند و حتی در مقیاس کوچکتر ممکن است تورم هنوز در حال اتفاق باشد.

هاوکینگ طی مصاحبه‌ای که نیمه دوم سال ۲۰۱۷ چند ماه قبل از مرگش داشت، اعلام کرد که تئوری فعلی تورم ابدی پیش‌بینی می‌کند که به صورت کلی جهان ما شبیه یک بَرخال (Fractal) متورم است که دارای یک سطح موزائیکی از جهان‌های متفاوت است که به طور مجزا شناور در یک فضای اقیانوسی هستند و قوانین فیزیک و شیمی در هر کدام با دیگری متفاوت است و بر روی هم چند‌جهان را شکل داده‌اند.

مقاله هاوکینگ و هرتوگ به طور خلاصه بیان می‌کند که احتمالا ما در تعداد این جهان‌ها دارای محدودیت هستیم و نمی‌توان تعداد آن‌ها را بی‌نهایت دانست. آنها همچنین در این نظریه پیشنهاد کرده‌اند که آغاز تشکیل جهان ما محدود بوده است (منظور جهان کنونی ماست نه تورم ابدی بزرگ‌تر) پس ما نباید برای درک درست و واقعی آن، از ساختار برخال ابدی که از نظریه تورم ابدی نشات می‌گیرد در جهان کنونی‌مان که در مقیاس کوچک‌تری است، استفاده نماییم.

Untitled-1-2-450x300 آخرین مقاله استیون هاوکینگ، نظریه جهان‌ چند‌گانه را رد کرد

در این مقاله مرحوم هاوکینگ اشاره دارد که ما نمی‌گوییم که تنها یک جهان تک و یگانه وجود دارد، بلکه پیشنهاد می‌کنیم که باید برای تعداد این جهان‌ها محدودیت بگذاریم، زیرا به طرز معناداری تعداد این جهان‌های چندگانه کمتر از آن‌چیزی است که اکنون گفته می‌شود. در این حالت یک چنین تئوری‌ای قابل‌قبول‌تر، منطقی‌تر و قابل آزمایش‌تر است.

البته گفته‌های هاوکینگ و هرتوگ به معنای این نیست که این نظریه به سادگی داستان‌های کمیک است بلکه تنها پیشنهاد کرده‌اند که تعداد جهان‌های کمتری وجود دارد و عناصر قابل مشاهده و شواهدی وجود دارد که از این نظریه جدید پشتیبانی می‌کند. همانطور که آنها در این مقاله ابراز می‌دارند، جزییات خروج از نظریه تورم ابدی را باید در حد فاصل بین درجه آزادی‌های تئوری‌های میدانی سطح خروج و مدل‌های کلاسیک دینامیک فضا و حجم جستجو کرد.

به طور خلاصه باید اعتراف کرد که تازه اول کار است و باید تحقیقات بسیاری بر روی این نظریه جدید انجام داد. پس فعلا در حد تئوری به این مقاله نگاه کنید و آرزوی سفر در زمان با کمک دیگر جهان‌ها را در همان کتاب‌های کمیک و فیلم‌ها جستجو کنید. برای اطلاعات بیشتر در مورد این مقاله مرحوم هاوکینگ می‌توانید سری به وبسایت کتابخانه دانشگاه پر رمز و راز کرنل بزنید و مقاله را ببینید.

نوشته آخرین مقاله استیون هاوکینگ، نظریه جهان‌ چند‌گانه را رد کرد اولین بار در وب‌سایت فناوری پدیدار شد.

جهان بدون ستاره‌ها چگونه خواهد بود؟

جهان بدون ستاره‌ها چگونه خواهد بود؟

آیا تاکنون به این موضوع اندیشیده‌اید که در صورت وجود نداشتن ستاره‌ها جهان چگونه خواهد بود؟ نخستین ستاره که باید درباره آن فکر کنیم، همین خورشید خودمان است. اگر ستاره‌ها نباشند، خورشید هم نخواهد بود بنابراین زندگی هم در زمین ما وجود نخواهد داشت. اگر شما در چنین فضای بدون نور و کاملا سردی قرار بگیرید، چه حسی خواهید داشت؟ البته در آن صورت، هیچ موجود زنده‌ای پا به عرصه حیات نخواهد گذاشت!

اجازه دهید سؤالمان را طور دیگری بپرسیم: اگر هیچ ستاره‌ای در دید ما انسان‌ها قرار نداشته باشد چطور؟ در آن صورت همچنان خورشید و سایر سیاره‌ها وجود دارند اما هیچ ستاره‌ای در آن‌سوی منظومه شمسی قابل‌دیدن نخواهد بود. علت این امر این است که پیرامون ما با ابرهای عظیمی از تاریکی احاطه شده‌اند. این ابرها «سحابی» نام دارند که از غبار و گاز تشکیل شده‌اند و دائما در حال فعالیت هستند تا با به هم آمیختن، ستاره‌های جدیدی را به وجود بیاورند. آنها می‌توانند روشن باشند اما واقعیت آن است که ابری از غبار فضایی، آن‌قدر حجیم و سرد هست که بتواند جلوی گذر کردن نور را بگیرد.


بگذارید این‌گونه فرض کنیم که خورشید ما به‌صورت عادی رشد پیدا نموده اما منظومه شمسی، در دل یک سحابی تاریک قرار گرفته است. همان‌گونه که حیات بر روی «زمین سحابی» در حال گسترش است، منظومه شمسی به یک توده ابر از گرد و غبار تبدیل‌شده و ستاره‌ها رو به تاریکی بروند. ابرهای گرد و غبار حجیم‌تر شده و آسمان شب به سمت تاریکی پیش می‌رود تا آن زمان که مانند روز اول، تاریکی محض بر آن حکم‌فرما شود. ممکن است تنها لکه‌های قرمز رنگی که از ستاره‌ها به جای مانده‌اند، در میان سحابی‌ها در آسمان شب مشخص باشند. هر چه انسان‌ها تلاش کنند، چیزی جز تاریکی و سیاره‌های تاریک نمی‌بینند.

در «زمین سحابی»، خبری از تکنولوژی نخواهد بود. در طول تاریخ، ما انسان‌ها از ستاره‌ها برای تنظیم کردن تقویم، مکان‌یابی، شناختن شرایط مناسب برای کشاورزی و حتی توسعه علم به‌ویژه فیزیک استفاده کرده‌ایم. توانایی پیش‌بینی حرکت و رفتار ستاره‌ها، منبع خوبی برای کشیش‌های مصر باستان بوده تا با استفاده از این ابزار، افراد را به ساختن اهرام وادار کنند.

البته پیش‌بینی میزان تأثیر محدودیت‌های تکنولوژیک، کمی سخت است بنابراین اجازه دهید تا تنها بر روی یک موضوع تمرکز کنیم: جهت‌یابی از طریق آسمان.


در چنین زمینی، ملوانان می‌توانند در دریاها گشت زنی کنند اما تنها به‌شرط آن‌که در نزدیکی ساحل باقی بمانند. شناختن مسیر پیش رو با استفاده از شاخص آفتاب و قطب‌نما کار آسانی است اما در شب‌هنگام و بدون وجود ستاره‌های شاخص در آسمان، جهت یابی امری تقریبا غیرممکن خواهد بود. هنگام دور شدن از ساحل و نبود دید به خشکی، کار سخت‌تر شده و حتی یک طوفان کوچک هم می‌تواند جهت شما را تغییر داده و دریانوردان را دچار سردرگمی کند. حرکت در دریای آزاد اما از این هم مشکل‌تر خواهد بود، چراکه مسافران دریایی هر روز راه را گم کرده و بیش‌ازپیش در وضعیت خود دچار اشتباه می‌شوند.

بدون وجود این ابزار راهنما، تمامی سفرها بر روی زمین رخ نمی‌دادند. در آن صورت احتمالا قاره‌های استرالیا، آمریکا و گرینلند، برای همیشه ناشناخته باقی می‌ماندند. به‌علاوه جزایر دیگری چون نیوزیلند، هاوایی و ایسلند که از طریق جهت‌یابی آسمانی کشف شده‌اند، خالی از انسان می‌بودند. حتی اگر کسی با کشتی به این جزایر می‌رسید، هرگز نمی‌توانستند مسیر بازگشت خود به خانه را بیابند.

با نبود سفرهای دریایی، وضعیت «زمان سحابی» ازنظر وضعیت سیاسی هم بسیار متفاوت از زمین کنونی می‌بود. توسعه اروپا متوقف می‌شد. قبایل آزتک و اینکا، از پیشرفته‌ترین تمدن‌های قاره آمریکا، به قدرتی بلامنازع در غرب تبدیل می‌شدند. کشورهایی چون فرانسه، اسپانیا و انگلیس که از طریق اقیانوس اطلس دست به کشورگشایی و استعمار زدند، هیچ‌گاه موفق به خروج از قاره اروپا نمی‌شدند و کشورهایی چون هند و چین، به‌دست آنها استعمار نشده و استقلال خود را از دست نمی‌دادند.

این همان جایی است که «زمین سحابی» ازنظر سیاسی بسیار جذاب می‌شد. بدون جهت یابی دریایی، تجارت از طریق دریا هم وجود نداشت. کشتی‌های تجاری کوچک در دریای مدیترانه، تجارت بین اروپا و خاورمیانه را ممکن می‌کردند اما بهترین روش برای تجارت جهانی، جاده ابریشمی است که از استانبول در ترکیه شروع شده و با عبور از خاورمیانه و کشور ایران، به هند و چین می‌رسد.

در زمین واقعی، برای چندین هزار سال، کاروان‌ها از جاده ابریشمی عبور کرده و به تجارت ابریشم، سنگ‌های قیمتی و ادویه‌جات مشغول بودند. اما در زمین سحابی، این جاده شاید به تنها مسیر موجود برای تجارت تبدیل می‌شد. کشورهایی که بخشی از این جاده را کنترل می‌کردند، به‌زودی به ثروت قابل‌توجهی می‌رسیدند اما از سوی دیگر، جاده ابریشم محل خوبی برای راهزنان می‌بود تا دست به خشونت بزنند و بخش بزرگی از این مسیر هم لم‌یزرع شده و نمی‌توانست استفاده دیگری داشته باشد. قدرت‌های اصلی در این جاده برای هزاران سال، یونان، عثمانی یا ترکیه، چین، مغولستان، ایران، سکایی‌ها و سایر ملت‌های حاضر در آسیای میانه بودند.

همان‌گونه که در دنیای واقعی رخ داد، همه چیز به‌دست امپراتوری‌های قدرتمند هند و چین می‌افتاد تا از طریق کشورهای اسلامی و آسیای میانه، با اروپای تضعیف‌شده تجارت کنند. در آن زمان روسیه در حال پیروزی بر ملت‌های مسیر باختر بودند و در سال‌های 1689 و 1727، قراردادهایی را با چین به امضا رساندند که به تجارت در سرزمین‌های این دو امپراتوری مربوط می‌شد. در این قرارداد آمده که تجارت در این دو کشور، به کنترل خودشان درخواهد آمد.

علت وجود اختلاف در میان کشورها در طول تاریخ همین است. قرارداد بین روسیه و چین، اقتصاد کشورهای آسیای میانه را فلج کرد و این کشورها برای خروج از این وضعیت، تصمیم به تجارت با سایر نقاط جهان از طریق دریا و هند که مستعمره انگلیس بود، گرفتند. پس از این اتفاق، تجارت در جاده ابریشم با افت شدیدی روبه‌رو شد که درنهایت به تضعیف اقتصاد چین و روسیه انجامید. اما در زمین سحابی، راهی برای تجارت از طریق دریا وجود نداشت و به دلیل بسته شدن جاده ابریشم، اروپایی‌ها نمی‌توانستند آسیب‌های واردشده به اقتصاد خود را جبران کنند. هیچ منطقه ساحلی و بندری هم برای رسیدن به شرق وجود نداشت. مزارع شکر در کارائیب به‌وجود نمی‌آمدند و دست‌یازی اروپایی‌ها به معادن طلا و الماس و حتی تجارت برده در اقیانوس اطلس به واقعیت تبدیل نمی‌شد.

احتمالا روسیه به قدرتی یکه تاز در اروپای ضعیف تبدیل می‌شد. فارغ از اروپا، چین هم به کشورگشایی خود در ژاپن و جنوب آسیا ادامه می‌داد تا تجارت ادویه را به دست بگیرد و حتی پس‌ از آن، به استعمار استرالیا هم می‌اندیشید. به‌علاوه هند هم روزبه‌روز قوی‌تر و ثروتمندتر می‌شد و کشورهای دیگر می‌کوشیدند تا از کنار قرارداد بین چین و روسیه، به‌سلامت عبور کنند. در زمین سحابی با ورود به قرن بیستم، غرب و شمال اروپا ازنظر فرهنگی و اقتصادی و در زیر آسمان تاریک شب، همچنان فقیر می‌ماندند. از سوی دیگر، آتش هیچ جنگ جهانی از سوی اروپایی‌ها برافروخته نمی‌شد اما چین، هند و روسیه در همان جایگاه قدرت‌های جهانی باقی می‌ماندند. همچنین امکان داشت که آفریقا، سومالی و اتیوپی به یک هاب بزرگ برای تجارت در خشکی بین اروپا و هند تبدیل شوند و در آن‌سوی اقیانوس‌ها، آمریکا همچنان در انتظار ارتباط با مردمی از یک دنیای قدیمی می‌ماند.

نوشته جهان بدون ستاره‌ها چگونه خواهد بود؟ اولین بار در پدیدار شد.

دامنه اطلاعات ما از جهان هستی به کجا محدود خواهد شد؟

در این مطلب قصد داریم به برخی سوالات کاربردی درباره جهان هستی بپردازیم. سوالاتی که قطعا برای هرکدام از ما پیش آمده است. سوالاتی چون فراتر از کیهان چه چیزی وجود دارد؟ جهان ما در حال تبدیل شدن به چه چیزی است؟ آیا جهان هستی تا ابد منبسط خواهد شد؟آیا مرزی برای دانش انسان وجود دارد؟ آیا محدودیت‌های اساسی در مسیر علم قرار دارد؟

اگر شما نیز مشتاق به فهم پاسخ این سوالات هستید بهتر است تا انتهای این مقاله با گویا آی تی همراه باشید.

در پاسخ به تمامی این سوالات باید گفت ما هنوز هیچ پاسخی برای این سوالات نداریم و نمی توانیم به طور قطعی بگوییم که آیا حد و مرزی برای دانش ما وجود دارد یا خیر. اما می توان گفت به نظر نمی رسد مرزی برای دانسته های ما وجود ندارد. هرچند فراز و نشیب های بیشماری در مسیر یادگیری ما قرار گرفته اند اما هنوز به قطعیت نمی توان نظری در این باره داد. البته هستند افرادی که معتقدند ما هیچ وقت به علم پیدایش جهان دست نخواهیم یافت و هیچ زمان نخواهیم فهمید که پیش از انفجار بزرگ چه اتفاقی رخ داده است. اما به نظر می رسد این تفکرات کمی خودخواهانه باشد زیرا هیچ کس مرز دانش انسان را نمی داند و همانطور که یافته های امروز ما از نجوم در ۵۰ سال پیش غیر ممکن به نظر می رسید ما نیز نمی توانیم به قطعیت بگوییم که تا چه میزان فرا خواهیم گرفت.

how-much-more-can-we-learn-about-the-universe2

البته این صحبت به آن معنا نخواهد بود که ما در طبیعت محدودیتی نداریم زیرا ما در مشاهده و مطالعه ی طبیعت محدودیت هایی داریم به عنوان مثال  اصل عدم قطعیت هایزنبرگ بیان می کند که نمی‌ توان تمام مشخصات حرکتی یک ذره را در هر لحظه از زمان دانست. همچنین بیشترین فاصله ‌ای که در یک بازه ‌ی زمانی قادر به دیدن و حرکت در آن هستیم توسط سرعت نور محدود شده است. اما این محدودیت‌ها صرفا به نشان دهنده این است که چه چیزی را نمی‌ توانیم مشاهده کنیم، نه اینکه چه چیزی را نمی ‌توانیم یاد بگیریم. علیرغم وجود اصل عدم قطعیت، ما توانسته ‌ایم مکانیک کوانتوم را توسعه دهیم و یا در زمینه بررسی رفتار اتم‌ ها پیش رفت هایی چشمگیر داشته باشیم. ما امروزه توانسته‌ ایم ذرات به اصطلاح مجازی را کشف کنیم. ذراتی که نمی ‌توانیم به طور مستقیم ببینیم، با این حال به وسیله شواهد و قوانین فیزیکی وجود آنها را پیش ‌بینی می ‌کنیم.

این موضوع که جهان در حال انبساط است به عنوان یک نقطه شروع در علم ما جای می گیرد و اگر با ما تکیه بر دانسته ها و اکتشافات جدید خود و همچنین استنتاج حوادث پیرامون مان پیش برویم خواهیم توانست به نقطه ای بسیار دور در تاریخ گذشته هستی برسیم. به زمانی که تمام عالم هستی در نقطه ای قابل رویت جمع شده بود.

در یک لحظه، که اکنون آن را  لحظه‌ ی انفجار بزرگ (Big Bang)  می نامیم ، قوانین فیزیکی فعلی شناخته شده از هم فرو‌پاشید، چون بین نسبیت عام و مکانیک کوانتوم ناسازگاری به وجود آمد. نسبیت عام به توصیف گرانش می ‌پردازد و مکانیک کوانتوم نیز فیزیک ذرات میکروسکوپی است. اما خیلی از دانشمندان این ناسازگاری را یک محدودیت جدی برای علم نمی ‌دانند، چون ما انتظار داریم که اصل نسبیت عام بعد از تصحیح، به بخشی از تئوری کوانتوم پیوسته تبدیل شود. نظریه‌ ی ریسمان نمونه ‌ای از این تلاش ‌ها است.

how-much-more-can-we-learn-about-the-universe3

با تصور چنین نظریه ‌ای، شاید قادر باشیم به این سوال پاسخ دهیم که قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی رخ داده است. البته این موضوع نیز قابل تامل است که شاید پیش از انفجار بزرگ اصلا هیچ چیزی وجود نداشته باشد. ساده ‌ترین پاسخ مطرح شده در مورد انفجار بزرگ، کمترین میزان مقبولیت را در بین دانشمندان داشته است. پاسخ به این شکل است که در لحظه‌ ی انفجار بزرگ نسبیت عام با نسبیت خاص به هم پیوستند تا یک حقیقت واحد را تشکیل دهند: فضازمان. اگر فضا توسط انفجار بزرگ به وجود آمده باشد، شاید زمان هم به همین ترتیب به وجود آمده باشد. در آن صورت، هیچ “’گذشته‌ای” وجود نداشته است و سوال مطرح شده بی مورد خواهد بود. بنابراین و با توجه به این موضوع باید منتظر یک جواب منطبق بر کوانتوم گرانشی باشیم و پس از اثبات آن فرضیه به شکل آزمایشگاهی خواهیم توانست خواهیم توانست پاسخی جدید و قابل اتکا ارائه دهیم.

درادامه با یک سوال دیگر مواجه هستیم و آن این است که مرزهای کیهان ما درکجا قرار دارد؟ گستردگی جهان ما تا کجا ادامه دارد؟ در واقع باید گفت پاسخ این سوالات نیز هنوز برای بشر مبهم است و برای پاسخ به آن تنها به حدس و گمان هایی ساده اکتفا نموده ایم که آن را با شما درمیان می گذاریم.

همانطور که گفتیم فضا و زمان به صورت خود به خودی و به یکباره در اثر انفجار بزرگ پدید آمده اند پس می توان گفت که انرژی کلی آن ها برابر صفر است. بر اساس اصول پایه ای فیزیک می توان گفت که انرژی موجود در غالب یک جرم با انرژی میدان گرانشی آن برابر است. به زبان ساده تر باید بگوییم مجموع مقادیر چیزی که از هیچ پدید آمده است باید همان هیچ باشد. با توجه به علم فعلی ما تنها جهانی قادر به دارا بودن چینی ویژگی هایی است که شکل هندسی آن گرد باشد. به عنوان مثال وقتی بر روی یک کره حرکت می کنیم با هیچ مرزی مواجه نخواهیم شد اما می دانیم که محدودیت هایی برای آن وجود دارد. همین شرایط می ‌تواند در جهان هم صادق باشد. اگر ما به انداز‌ه‌ ی کافی در یک جهت به دوردست نگاه کنیم، می‌ توانیم قسمت پشت سر خود را ببینیم.

how-much-more-can-we-learn-about-the-universe4

اما در عمل ما قادر به انجام چنین کاری نیستیم  و دلیل آن احتمالا می تواند این موضوع باشد که جهان قابل رویت ما خود بخشی از جهان بزرگتریست که ما توانایی دیدن آن را نداریم. علت این امر باید با آنچه که انبساط جهان (inflation) نامیده می ‌شود در ارتباط باشد. بیشتر جهان‌هایی که خود به خود از انداز‌ه‌ی میکروسکوپی به وجود می ‌آیند، به جای آن که برای میلیاردها سال عمر کنند، در یک زمان میکروسکوپیک از هم فرو می ‌پاشند. اما در بعضی موارد،  انرژی دادن به فضای خالی باعث می ‌شود که جهان در یک بازه‌ ی زمانی کوتاه به صورت تصاعدی متورم شود. بر این اساس تصور ما این است که در لحظات اولیه ی پس از انفجار بزرگ یک بازه زمانی پدید آمده است که در آن جهان انبساط می یابد و به این طریق جهان بلافاصله پس از تولد فرو نپاشیده است.

بنابراین می توانیم بگوییم که ممکن است زمانی انبساط در بخشی از جهان که ما در آن حضور داریم متوقف شود اما به این معنا نیست که تمام جهان از انبساط  خارج شده است.

 

منبع NAUTIL

دامنه اطلاعات ما از جهان هستی به کجا محدود خواهد شد؟

در این مطلب قصد داریم به برخی سوالات کاربردی درباره جهان هستی بپردازیم. سوالاتی که قطعا برای هرکدام از ما پیش آمده است. سوالاتی چون فراتر از کیهان چه چیزی وجود دارد؟ جهان ما در حال تبدیل شدن به چه چیزی است؟ آیا جهان هستی تا ابد منبسط خواهد شد؟آیا مرزی برای دانش انسان وجود دارد؟ آیا محدودیت‌های اساسی در مسیر علم قرار دارد؟

اگر شما نیز مشتاق به فهم پاسخ این سوالات هستید بهتر است تا انتهای این مقاله با گویا آی تی همراه باشید.

در پاسخ به تمامی این سوالات باید گفت ما هنوز هیچ پاسخی برای این سوالات نداریم و نمی توانیم به طور قطعی بگوییم که آیا حد و مرزی برای دانش ما وجود دارد یا خیر. اما می توان گفت به نظر نمی رسد مرزی برای دانسته های ما وجود ندارد. هرچند فراز و نشیب های بیشماری در مسیر یادگیری ما قرار گرفته اند اما هنوز به قطعیت نمی توان نظری در این باره داد. البته هستند افرادی که معتقدند ما هیچ وقت به علم پیدایش جهان دست نخواهیم یافت و هیچ زمان نخواهیم فهمید که پیش از انفجار بزرگ چه اتفاقی رخ داده است. اما به نظر می رسد این تفکرات کمی خودخواهانه باشد زیرا هیچ کس مرز دانش انسان را نمی داند و همانطور که یافته های امروز ما از نجوم در ۵۰ سال پیش غیر ممکن به نظر می رسید ما نیز نمی توانیم به قطعیت بگوییم که تا چه میزان فرا خواهیم گرفت.

how-much-more-can-we-learn-about-the-universe2

البته این صحبت به آن معنا نخواهد بود که ما در طبیعت محدودیتی نداریم زیرا ما در مشاهده و مطالعه ی طبیعت محدودیت هایی داریم به عنوان مثال  اصل عدم قطعیت هایزنبرگ بیان می کند که نمی‌ توان تمام مشخصات حرکتی یک ذره را در هر لحظه از زمان دانست. همچنین بیشترین فاصله ‌ای که در یک بازه ‌ی زمانی قادر به دیدن و حرکت در آن هستیم توسط سرعت نور محدود شده است. اما این محدودیت‌ها صرفا به نشان دهنده این است که چه چیزی را نمی‌ توانیم مشاهده کنیم، نه اینکه چه چیزی را نمی ‌توانیم یاد بگیریم. علیرغم وجود اصل عدم قطعیت، ما توانسته ‌ایم مکانیک کوانتوم را توسعه دهیم و یا در زمینه بررسی رفتار اتم‌ ها پیش رفت هایی چشمگیر داشته باشیم. ما امروزه توانسته‌ ایم ذرات به اصطلاح مجازی را کشف کنیم. ذراتی که نمی ‌توانیم به طور مستقیم ببینیم، با این حال به وسیله شواهد و قوانین فیزیکی وجود آنها را پیش ‌بینی می ‌کنیم.

این موضوع که جهان در حال انبساط است به عنوان یک نقطه شروع در علم ما جای می گیرد و اگر با ما تکیه بر دانسته ها و اکتشافات جدید خود و همچنین استنتاج حوادث پیرامون مان پیش برویم خواهیم توانست به نقطه ای بسیار دور در تاریخ گذشته هستی برسیم. به زمانی که تمام عالم هستی در نقطه ای قابل رویت جمع شده بود.

در یک لحظه، که اکنون آن را  لحظه‌ ی انفجار بزرگ (Big Bang)  می نامیم ، قوانین فیزیکی فعلی شناخته شده از هم فرو‌پاشید، چون بین نسبیت عام و مکانیک کوانتوم ناسازگاری به وجود آمد. نسبیت عام به توصیف گرانش می ‌پردازد و مکانیک کوانتوم نیز فیزیک ذرات میکروسکوپی است. اما خیلی از دانشمندان این ناسازگاری را یک محدودیت جدی برای علم نمی ‌دانند، چون ما انتظار داریم که اصل نسبیت عام بعد از تصحیح، به بخشی از تئوری کوانتوم پیوسته تبدیل شود. نظریه‌ ی ریسمان نمونه ‌ای از این تلاش ‌ها است.

how-much-more-can-we-learn-about-the-universe3

با تصور چنین نظریه ‌ای، شاید قادر باشیم به این سوال پاسخ دهیم که قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی رخ داده است. البته این موضوع نیز قابل تامل است که شاید پیش از انفجار بزرگ اصلا هیچ چیزی وجود نداشته باشد. ساده ‌ترین پاسخ مطرح شده در مورد انفجار بزرگ، کمترین میزان مقبولیت را در بین دانشمندان داشته است. پاسخ به این شکل است که در لحظه‌ ی انفجار بزرگ نسبیت عام با نسبیت خاص به هم پیوستند تا یک حقیقت واحد را تشکیل دهند: فضازمان. اگر فضا توسط انفجار بزرگ به وجود آمده باشد، شاید زمان هم به همین ترتیب به وجود آمده باشد. در آن صورت، هیچ “’گذشته‌ای” وجود نداشته است و سوال مطرح شده بی مورد خواهد بود. بنابراین و با توجه به این موضوع باید منتظر یک جواب منطبق بر کوانتوم گرانشی باشیم و پس از اثبات آن فرضیه به شکل آزمایشگاهی خواهیم توانست خواهیم توانست پاسخی جدید و قابل اتکا ارائه دهیم.

درادامه با یک سوال دیگر مواجه هستیم و آن این است که مرزهای کیهان ما درکجا قرار دارد؟ گستردگی جهان ما تا کجا ادامه دارد؟ در واقع باید گفت پاسخ این سوالات نیز هنوز برای بشر مبهم است و برای پاسخ به آن تنها به حدس و گمان هایی ساده اکتفا نموده ایم که آن را با شما درمیان می گذاریم.

همانطور که گفتیم فضا و زمان به صورت خود به خودی و به یکباره در اثر انفجار بزرگ پدید آمده اند پس می توان گفت که انرژی کلی آن ها برابر صفر است. بر اساس اصول پایه ای فیزیک می توان گفت که انرژی موجود در غالب یک جرم با انرژی میدان گرانشی آن برابر است. به زبان ساده تر باید بگوییم مجموع مقادیر چیزی که از هیچ پدید آمده است باید همان هیچ باشد. با توجه به علم فعلی ما تنها جهانی قادر به دارا بودن چینی ویژگی هایی است که شکل هندسی آن گرد باشد. به عنوان مثال وقتی بر روی یک کره حرکت می کنیم با هیچ مرزی مواجه نخواهیم شد اما می دانیم که محدودیت هایی برای آن وجود دارد. همین شرایط می ‌تواند در جهان هم صادق باشد. اگر ما به انداز‌ه‌ ی کافی در یک جهت به دوردست نگاه کنیم، می‌ توانیم قسمت پشت سر خود را ببینیم.

how-much-more-can-we-learn-about-the-universe4

اما در عمل ما قادر به انجام چنین کاری نیستیم  و دلیل آن احتمالا می تواند این موضوع باشد که جهان قابل رویت ما خود بخشی از جهان بزرگتریست که ما توانایی دیدن آن را نداریم. علت این امر باید با آنچه که انبساط جهان (inflation) نامیده می ‌شود در ارتباط باشد. بیشتر جهان‌هایی که خود به خود از انداز‌ه‌ی میکروسکوپی به وجود می ‌آیند، به جای آن که برای میلیاردها سال عمر کنند، در یک زمان میکروسکوپیک از هم فرو می ‌پاشند. اما در بعضی موارد،  انرژی دادن به فضای خالی باعث می ‌شود که جهان در یک بازه‌ ی زمانی کوتاه به صورت تصاعدی متورم شود. بر این اساس تصور ما این است که در لحظات اولیه ی پس از انفجار بزرگ یک بازه زمانی پدید آمده است که در آن جهان انبساط می یابد و به این طریق جهان بلافاصله پس از تولد فرو نپاشیده است.

بنابراین می توانیم بگوییم که ممکن است زمانی انبساط در بخشی از جهان که ما در آن حضور داریم متوقف شود اما به این معنا نیست که تمام جهان از انبساط  خارج شده است.

 

منبع NAUTIL

احتمال دارد جهان ۱۰ برابر آنچه فکر می‌کنیم کهکشان داشته باشد!

2 تریلیارد کهکشان!

۲ تریلیارد کهکشان! تا پیش از این فضانوردان فکر می‌کردند جهان فقط ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیارد کهکشان دارد، ولی پژوهش‌های جدید تعداد آنها را ۲ تریلیارد تخمین می‌زند!

جهان تازگی‌ها خیلی خیلی بزرگ‌تر شده است. به خاطر داده‌های جدید که هابل مخابره کرده، محاسبات دانشمندان حاکی از آن است که حداقل باید ۲ تریلیارد کهکشان در جهان داشته باشیم؛ برآورد جدید جهش بسیار بزرگی را نسبت به برآوردهای قبلی یعنی عدد ناچیز! ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیارد کهکشان نشان می‌دهد. حالا دیگر باید چهار چشم دیگر هم قرض کرد و این جمعیت عظیم کهکشان‌ها را زیر نظر گرفت، چون آنها کوچک، کم‌سو و بسیار بسیار در دوردست‌ها هستند.

در مصاحبه‌ای با نشریه پاپیولار ساینس، کانسلیس توضیح داد چگونه تیم وی به این عدد شگفت‌انگیز رسید. سال گذشته، این گروه به فرمولی رسید که چگونگی توزیع کهکشان‌ها را بر اساس اندازه توضیح می‌داد. کهکشان‌های بسیار عظیم انگشت‌شمار هستند ولی تعداد زیادی کهکشان کوچک در جهان وجود دارد. کهکشان‌های متوسط نیز کم و بیش پیدا می‌شوند.

با تحلیل تعداد کهکشان‌های کم‌فروغی که با تلسکوپ فضایی هابل قابل رویت هستند، تیم کانسلیس دریافت که تعداد کهکشان‌ها باید عددی نجومی باشد که در حال حاضر ما قادر به دیدن آنها نیستیم. این تیم تخمین زد که تعداد کهکشان‌ها حداقل ۱۰ برابر تخمین‌های قبلی است.

وقتی به زمانی برگردیم که جهان جوانکی خوش‌بنیه و ۱ میلیارد ساله بود، این کهکشان‌ها به هم فشرده بودند و تراکم آنها ۱۰ برابر چیزی بود که امروز می‌بینیم. طی گذر زمان، این کهکشان‌ها پراکنده شدند و بسیاری از آنها را کهکشان‌های بزرگ‌تر بلعیدند.

با راه‌اندازی تلسکوپ فضایی وب جیمز در سال ۲۰۱۸، احتمالاً بسیاری از این کهکشان‌های غیر مکشوف رصد خواهد شد. مطالعه این کهکشان‌ها به درک چگونگی شکل‌گیری و تکامل آنها کمک خواهد کرد. «این کهکشان‌ها معمولی‌ترین کهکشان‌های موجود هستند و با مطالعه آنها در جهان بدوی، خواهیم فهمید چگونه کهکشان‌های معمول در کنار کهکشان‌های بزرگ شکل می‌گیرند، کهکشان‌هایی که امروز با هابل قادر به دیدن آنها هستیم، غول‌هایی کمیاب که شاید از راه‌های غیرمعمولی شکل گرفته باشند.»

.

منبع: PopSci

 

نوشته احتمال دارد جهان ۱۰ برابر آنچه فکر می‌کنیم کهکشان داشته باشد! اولین بار در تکرا - اخبار روز تکنولوژی پدیدار شد.

۷ معمای بزرگ در فضا

۷ معمای بزرگ در فضا

همه می‌دانیم که انبوهی از رازها و معماها در فضا وجود دارد. انسان فقط یکبار به ماه سفر کرده و چند کاوشگر به فضا فرستاده که یکی از آن‌ها به‌نام Voyager 1 از منظومه شمسی خارج شده است. اجسامی که از فضا به زمین پرتاب می‌شوند و اشیایی که توسط تلسکوپ می‌بینیم، اکثر اطلاعات ما در رابطه با فضا را تشکیل می‌دهند.

چند معمای بزرگ و معروف فضایی مانند ‘چهره‌ای بر روی مریخ’ و ‘ماهواره شوالیه سیاه’ قبلا حل شده‌اند، ولی معماهای زیاد دیگری باقی مانده‌اند که هنوز دانشمندان قادر به یافتن پاسخی برای آن‌ها نیستند. در زیر به معرفی ۷ مورد از آن‌ها می‌پردازیم.

 سیاه‌چاله

سیاه‌چاله‌ها یکی از اجزای جدایی‌ناپذیر در فضا هستند، آن‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که یک ستاره بزرگ از بین برود، یعنی در نواحی کوچکی که جاذبه بالایی دارند منفجر شوند، در این صورت همه چیز حتی نور را می‌بلعند. به زیان ساده‌تر، سیاه‌چاله ناحیه‌ای از فضا-زمان است که جرم در آن فشرده شده است. ما از نحوه کار سیاه‌چاله‌ها باخبر هستیم ولی قادر به دیدن آن‌ها توسط تلسکوپ‌های تابش الکترومغناطیسی، نوری یا اشعه X نیستیم.

یک ناحیه خالی بسیار بزرگ

برخلاف سیاه‌چاله که حفره‌ای در فضا ایجاد می‌کنند، این ناحیه یک فضای خالی از ماده و ماده تاریک است و نور از آن نیز عبور می‌کند، هرچند دانشمندان بر این باورند که خود شامل انرژی تاریک هستند. ناحیه‌های خالی زیادی در فضا وجود دارند، اما این ناحیه با قطر تقریبی ۱.۳ میلیارد سال نوری بزرگترین است.

ماده تاریک

ماده تاریک یکی از بزرگترین رموز فضاست و ما به کمک آن برخی از ناشناخته‌ها در جهان را توصیف می‌کنیم، به اعتقاد کیهان‌شناسان ۲۷ درصد جهان هستی از ماده تاریک تشکیل شده است. ما در رابطه با ماده تاریک اطلاعات زیادی نداریم و فقط می‌دانیم که از سیاه‌چاله ساخته نشده‌اند. دانشمندان حدس می‌زنند که شاید ماده تاریک از سیاه‌چاله‌های اولیه ساخته شده‌اند.

انرژی تاریک

علاوه بر ۲۷ درصد ماده تاریک، ۶۸ درصد از جهان نیز از انرژی تاریک تشکیل شده که باعث کاهش سهم مواد عادی به ۵ درصد می‌شود. مانند ماده تاریک، اطلاعات زیادی از انرژی تاریک نیز نداریم اما فرضیه فعلی آن را علت افزایش انبساط جهان می‌دانند (ماده تاریک این انبساط را کند می‌کند). بسیاری از درک ما از ماده و انرژی تاریک به وسیله پس‌زمینه مایکروویو کیهانی بدست آمده که لحظه‌ای از تشعشع گرمایی بعد از Big Bang (انفجار بزرگ) و تشکیل اولین اتم‌های هیدروژن است.

جاذب بزرگ

یک جاذب بسیار بزرگ در فاصله ۲۲۰ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد که کهکشان ما را به سمت خود می‌کشد. کیهان از زمان واقعه Big Bang تا امروز در حال گسترش بوده، در نتیجه حرکت کردن آن طبیعی به نظر می‌رسد اما نه در یک جهت خاص. در تصویر بالا این جاذب بزرگ با یک فلش نشان داده شده که به علت جاذبه بالا، نورانی است و ما را با سرعت ۲.۲۵ میلیون کیلومتر بر ساعت، به سمت خود جذب می‌کند.

Peggy، ماه سیاره زحل

در سال ۲۰۱۳ تصویری توسط ناسا از حلقه‌های سیاره زحل ثبت شد که یک اختلال در آن‌ها را نشان می‌داد و به باور ستاره‌شناسان، یک ماه جدید و کوچک بود. در این تحقیق، نحوه پیدایش ۶۷ حلقه دیگر زحل کشف شد. متاسفانه، قسمت تحقیقات پیشرانش جت ناسا در مصاحبه‌ای اعلام کرد که این ماه بزرگ‌تر نخواهد شد و احتمال جدا شدن آن از زحل نیز وجود دارد. در حال حاضر وضعیت Peggy نامشخص است.

ستاره KAC ۸۴۶۲۸۵۲

این ستاره علاوه‌ بر اسم ماندگارش، یک مشکل حل نشده در فاصله ۱۵۰۰ سال نوری نیز هست. جسم بزرگی در مسیر این ستاره قرار گرفته که باعث مسدود شدن ۲۰ درصد نور آن می‌شود، اندازه این جسم مقادیری عجیب است چراکه سیاره مشتری با اندازه بزرگی که دارد تنها قادر به مسدود کردن ۱ درصد از نور ستاره‌ای به اندازه KAC ۸۴۶۲۸۵۲ است. برخی از دانشمندان آن را ازدحام دایسون می‌دانند که نسبت به کره عظیم‌الجثه دایسون کوچکتر است. این کره، ستاره مورد نظر را احاطه کرده و انرژی خروجی آن را برمی‌دارد. برای کشف این جسم باید تا سال ۲۰۱۸ و راه‌اندازی تلسکوپ James Webb صبر کنیم.

نوشته ۷ معمای بزرگ در فضا اولین بار در - آی‌تی‌رسان پدیدار شد.