مقدمه

در اینجا سعی شده تا تازه های فیزیک جهان منتشر شود.
Here we try to publish new world of physics

بزرگترین اسرار حل نشده علم فیزیک

انرژی و ماده تاریک، وجود ماده بیش از ضد ماده و نظریه ریسمان و جهان های موازی و … از جمله اسرار حل نشده علم فیزیک محسوب می‌شوند که دانش پیشرفته بشر هنوز نتوانسته پاسخ مناسبی برای آنها بیابد.

در سال ۱۹۰۰ میلادی «لرد کلوین» فیزیکدان انگلیسی تأکید کرد که موضوع جدیدی برای کشف کردن در فیزیک وجود ندارد و آنچه که باقی مانده، تنها اندازه گیری‌های بسیار دقیق است؛ اما در طول سه دهه موضوعات مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت اینشتین، انقلابی در علم فیزیک بوجود آورد. در حال حاضر‌ هیچ فیزیکدانی جرأت ندارد از کامل شدن دانش بشری در خصوص جهان سخن بگوید و هر کشف جدید، جعبه اسرار آمیزی بزرگتری از ناشناخته‌ها را پیش روی محققان می‌گشاید و سوالات فیزیک تازه‌تری مطرح می‌کند.

انرژی تاریک

انرژی تاریک (Dark Energy) نوعی انرژی فرضی است که باعث افزایش سرعت انبساط جهان شده و توضیحی برای روند پر شتاب انبساط جهان است. با گسترش فضا، انرژی تاریک و فضای بیشتری ایجاد می‌شود؛ بر اساس نرخ گسترش کائنات تخمین زده می‌شود که این انرژی حدود ۷۳ درصد جرم جهان را تشکیل می‌دهد، اما تاکنون امکان مشاهده این انرژی فراهم نشده است.



ماده تاریک

حدود ۸۴ درصد از ماده موجود در کائنات قادر به جذب یا انتشار نور نیستند؛ ماده تاریک (Dark Matter) مستقیما قابل مشاهده نبوده و بصورت غیرمستقیم تشخیص داده نشده است؛ وجود این ماده اسرارآمیز و ویژگی‌های آن از اثرات گرانشی بر روی ماده مرئی، تابش و ساختار جهان استنباط می‌شود. به نظر می‌رسد که ماده تاریک در حومه کهکشان‌ها پخش شده و متشکل از ذرات سنگین با تعامل ضعیف (WIMPs) است؛ آشکارسازهای متعددی در سراسر دنیا بدنبال یافتن نشانه‌هایی از این ذرات هستند.

روند کند بی نظمی در آغاز

زمان، حرکت رو به جلویی دارد و علت این امر ویژگی موسوم به انتروپی (entropy) است؛ این سطح اختلال در حال افزایش بوده و هیچ راهی برای معکوس کردن افزایش در انتروپی پس از وقوع وجود ندارد. افزایش انتروپی یک موضوع منطقی است: ترتیبات دارای بی‌نظمی بیش از ترتیبات منظم هستند و بدلیل بروز تغییرات مداوم، تمایل به بی‌نظمی وجود دارد. اما سوال اساسی در این زمینه، علت کند بودن انتروپی در گذشته است و اینکه چرا جهان در ابتدا با وجود مقادیر بسیار عظیم انرژی در یک فضای محدود، بسیار منظم بوده است؟




وجود جهان موازی

داده‌های فیزیک نجومی نشان می‌دهد که فضا-زمان احتمالا مسطح بوده و همین مسئله، علت پیش رفتن جهان است؛ اگر چنین چیزی درست باشد، منطقه‌ای که قادر به دیدن آن هستیم – یعنی کائنات – یک تکه از بی‌نهایت بسیار عظیم است.

در همین حال قوانین مکانیک کوانتومی حکم می‌کند که تعداد کمی از پیکربندی ذرات در هر تکه کیهانی وجود داشته باشد؛ بنابراین با توجه به تعداد نامحدود تکه‌های کیهانی، ترتیبات و آرایه‌های ذرات مجبور به تکرار بی‌نهایت هستند و در این صورت تعداد نامحدودی جهان موازی وجود خواهد داشت. این سوال مطرح است که چه اشتباهی در خصوص این منطق وجود دارد و اگر واقعا جهان‌های موازی دیگری وجود دارند، چگونه می‌توان آنها را شناسایی کرد؟

وجود ماده بیش از پاد ماده

این سوال که چرا نسبت ماده به ضدماده بسیار بیشتر است، سوال اساسی در خصوص علت وجود همه چیز در جهان است. یکی از فرض‌ها این است که جهان بصورت متقارن با ماده و پاد ماده رفتار می‌کند؛ به این ترتیب در بیگ بنگ مقادیر مساوی ماده و ضدماده تولید شده است. اگر این اتفاق واقعا روی داده بود، نابودی هر دو را بدنبال داشت: پروتون‌ها با پاد پروتون‌ها (پادپروتون)، الکترون‌ها با پادالکترون‌ها (پوزیترون) و نوترون‌ها با پادنوترون‌ها خنثی می‌شدند.



سرنوشت جهان چیست؟

سرنوشت جهان بستگی به عاملی از ارزش ناشناخته موسوم به «Ω» دارد که واحد اندازه‌گیری چگالی ماده و انرژی در سراسر کیهان است. اگر این میزان بزرگتر از یک باشد، فضا-زمان مانند سطح یک کره عظیم بسته خواهد بود.

اگر انرژی تاریک وجود نداشته باشد، گسترش چنین جهانی متوقف شده و در عوض انقباض شروع می‌شود که در نهایت منجر به فروپاشی بزرگ می‌شود؛ این در حالیست که اگر جهان بسته باشد، اما انرژی تاریک وجود داشته باشد، این جهان کروی برای همیشه گسترش می‌یابد. اگر Ω کمتر از یک باشد، هندسه فضا مانند سطح یک زین باز خواهد بود؛ در این حالت سرنوشت نهایی جهان، انجماد بزرگ (Big Freeze) ناشی از شکاف بزرگ خواهد بود: شتاب بیرونی جهان باعث جدا شدن کهکشان ها و ستارگان شده و تمامی مواد منجمد می‌شوند؛ رشد این شتاب بقدری سریع و قوی است که اثرات نیروها را درهم می‌شکند و همه چیز از هم جدا می‌شوند.

اما اگر Ω = ۱ باشد، جهان مسطح شده و مانند یک سطح نامحدود در تمام جهات گسترش پیدا می‌کند؛ اگر ماده تاریک نباشد، چنین جهان مسطحی در یک نرخ کاهشی برای همیشه گسترش پیدا می‌کند و اگر انرژی تاریک وجود داشته باشد، جهان مسطح گسترشی را تجربه می‌کند که در نهایت منجر به شکاف بزرگ (Big Rip) می‌شود.

اندازه‌گیری فروریزش توابع موج کوانتومی

در قلمرو الکترون‌ها، پروتون‌ها و سایر ذرات بنیادی، قانون مکانیک کوانتومی برقرار است؛ ذرات مانند توپهای کوچک رفتار نمی‌کنند، بلکه رفتاری مانند موجهای گسترده در یک منطقه بزرگ دارند و هر ذره توسط یک تابع موجی توصیف می‌شود که محل، سرعت و سایر خواص را شرح می‌دهد. ذرات دارای طیف وسیعی از مقادیر برای تمامی خواص هستند. زمانیکه یکی از این خصوصیات مانند محل آن بصورت تجربی اندازه گیری شود؛ در آن نقطه، تابع موجی ذره فرو می‌ریزد و یک محل مشخص می‌شود. اما چگونه و چرا اندازه‌گیری یک ذره باعث فروریزش تابع موجی آن می‌شود، واقعیتی است که تحت عنوان مشکل انداز‌ه‌گیری شناخته می‌شود.




آیا نظریه ریسمان درست است؟

زمانیکه فیزیکدانان، تمامی ذرات بنیادی را حلقه‌های یک بعدی یا ریسمانی فرض کنند که هرکدام در فرکانس‌های مختلف ارتعاش پیدا می‌کنند، درک فیزیک آسانتر می‌شود.

نظریه ریسمان (string theory) به فیزیکدانان اجازه تطابق قوانین حاکم بر ذرات موسوم به «مکانیک کوانتومی» با قوانین حاکم بر فضا-زمان موسوم به «نسبیت عام» و متحد کردن چهار نیروی بنیادی طبیعت در یک چارچوب واحد را فراهم می‌کند. اما مشکل در این است که نظریه ریسمان تنها در یک جهان با ابعاد ۱۰ یا ۱۱ بعدی کاربرد دارد و ابعاد فضایی فشرده همچنین خود رشته ارتعاشی، یک میلیاردم یک تریلیونیم اندازه هسته اتم است؛ بنابراین هیچ راه شناخته‌شده‌ای برای اعتبار بخشی یا از درجه اعتبار ساقط کردن نظریه ریسمان وجود ندارد.

آیا در بی‌نظمی، نظم وجود دارد؟

فیزیکدانان تاکنون نتوانسته‌اند مجموعه‌ای از معادلات را که رفتار مایعات و گازها را توصیف می‌کند، حل کنند؛ در حقیقت مشخص نیست که آیا یک راه‌حل کلی برای معادلات ناویه- استوکس (Navier-Stokes) وجود دارد یا اگر راه‌حلی وجود دارد، آیا قادر به توصیف رفتار تمام مایعات است؟ ماهیت هرج و مرج (بی نظمی) بخوبی شناخته نشده است؛ فیزیکدانان و ریاضیدانان هنوز بطور دقیق نمی‌دانند که پیش‌بینی وضعیت آب و هوا صرفا دشوار است یا بطور ذاتی این مسئله غیر قابل پیش‌بینی است

داستانی جالب

شرلوک هلمز، کارآگاه معروف، و معاونش واتسون رفته بودند صحرانوردی و شب هم چادری زدند و زیر آن خوابیدند.
نیمه های شب هلمز بیدار شد و آسمان را نگریست.

بعد واتسون را بیدار کرد و گفت: “نگاهی به بالا بینداز و به من بگو چه می بینی؟”
واتسون گفت:”میلیون ها ستاره می بینم”

هلمز گفت: “چه نتیجه ای می گیری؟”

واتسون گفت: “از لحاظ روحانی نتیجه می گیرم که خداوند بزرگ است و ما چقدر در این دنیا حقیریم. از لحاظ ستاره شناسی نتیجه می گیرم که زهره در برج مشتری ست، پس باید اوایل تابستان باشد. از لحاظ فیزیکی نتیجه می گیرم که مریخ در محاذات قطب است، پس باید ساعت حدود سه نیمه شب باشد “

شرلوک هلمز قدری فکر کرد و گفت: “واتسون! تو احمقی بیش نیستی! نتیجه ی اول و مهمی که باید بگیری این است که چادر ما را دزدیده اند”

سخن آموزنده

اصراری در جست‌وجوی عیوب مردم نداشته باش بلکه جنبه‌های خوب آنها را ببین ...

اورایزن اسوت

Do not urge people looking for flaws, but they look good aspects ...

Avrayzn Azután

دلیل هوش بالای انیشتین چه بود؟

نتایج مطالعات جدید نشان می دهد قشر پیریفرونتال مغز "آلبرت اینشتین" برخلاف اغلب افراد، شگفت انگیز و غیرعادی بوده است که همین تفاوت می تواند دلیل هوش و نخبگی این فیزیکدان بوده باشد.

به گزارش خبرگزاری مهر، بر اساس تحقیقات دانشگاه دولتی فلوریدا بخش هایی از مغز انیشتین با اغلب افراد متفاوت بوده است و همین می تواند با توانایی های شناختی و ادارکی فوق العاده وی مرتبط باشد.
این محققان برای نخستین بار کل قشر مخ مغز انیشتین را از 14 تصویری که اخیرا کشف شده توصیف کردند.
آنها تصاویر مغز اینشتین را با مغز 85 انسان معمولی مقایسه کرده و توانستند ویژگی های غیرمعمول مغز این دانشمند را تفسیر کنند.

اگرچه اندازه کلی و شکل هندسی مغز انیشتین طبیعی بوده اما نواحی پیریفرونتال، سوماتوسنسوری، آهیانه، موتور اولیه، قشر گیجگاهی و اوکیپیتال او غیرعادی بوده است.
پس از مرگ اینشتین در سال 1955 گروهی از محققان با کسب اجازه از خانواده اش، مغز او را برداشته و از زوایای مختلف تصویربرداری کردند.

علاوه بر این مغز به 240 قطعه تقسیم و تصاویر اسلایدی از آنها تهیه شد.
اما بخش عمده ای از این تصاویر، قطعات و اسلاید ها به مدت 55 سال از دید عموم مفقود شد.

اکنون برای این تحقیقات از 14 تصویر که در موزه ملی سلامت و پزشکی نگهداری می شود استفاده شده است.

رابطه ی حرکت دایره ای وحرکت نوسانی

نمونه سوالات المپیاد فیزیک

برای دریافت نمونه سوالات المپیاد فیزیک به ادامه مطلب مراجعه کنید.
ادامه مطلب

سخنان زیبا از انیشتین

«اگر انسان‌ها در طول عمر خویش فعالیت مغزشان به اندازه یک میلیونیوم معده‌شان بود، اکنون کره زمین تعریف دیگری داشت.»

* «اگر واقعیات با نظریات هماهنگی ندارند، واقعیت‌ها را تغییر بده.»

* «تا زمانی که حتی یک کودک ناخرسند روی زمین وجود دارد، هیچ کشف و پیشرفت جدی برای بشر وجود نخواهد داشت.»

* «تخیل مهمتر از دانش است.علم محدود است اما تخیل دنیا را دربر می‌گیرد.»

* «سعی نکن انسان موفقی باشی، بلکه سعی کن انسان ارزشمندی باشی.»

* «سخت‌ترین کار در دنیا درک [فلسفهٔ] مالیات بر درآمد است.»

* «سه قدرت بر جهان حکومت می‌کند:۱-ترس ۲-حرص ۳-حماقت.»

* «علم زیباست وقتی هزینهٔ گذران زندگی از آن تامین نشود.»

* «متوجه هستید که تلگراف سیمی به‌نوعی یک گربهٔ بسیار بسیار درازی است که وقتی دم‌اش را در نیویورک می‌کشید، سرش در لوس‌آنجلس میومیو می‌کند. این را می‌فهمید؟ و رادیو هم دقیقاً به همین شکل کار می‌کند؛ شما پیام‌هایی را از اینجا می‌فرستید و آنها در جایی دیگر دریافتشان می‌کنند. تنها تفاوت در این است که دیگر گربه‌ای وجود ندارد.»

* «مسائلی که بدلیل سطح فعلی تفکر ما بوجود می‌آیند، نمی‌توانند با همان سطح تفکر حل گردند.»

* «من با شهرت بیشتر و بیشتر احمق شدم.البته این یک پدیدهٔ نسبی است.»

* «مهم آن است که هرگز از پرسش باز نه‌ایستیم.»

* «هیچ کاری برای انسان سخت‌تر از فکرکردن نیست.»

* «دین بدون علم کور است و علم بدون دین لنگ است.»

* «در دنیا خط مستقیم وجود ندارد و تمام خطوط بدون استثنا منحنی و دایره وار است و اگر این خط کوچکی که در نظرما مستقیم جلوه میکند در فضا امتداد یابد خواهیم دید که منحنی است.»

* «به آینده نمی‌اندیشم چون به زودی فرا خواهد رسید.»

* «به‌سختی میتوان در بین مغزهای متفکر جهان کسی را یافت که دارای یک‌نوع احساس مذهبی مخصوص به‌خود نباشد، این مذهب با مذهب یک شخص عادی فرق دارد.»

* «خدا، شیر یا خط نمی‌کند»

* «خداوند زیرک است اما بدخواه نیست.»

* «نگران مشکلاتی که در ریاضی دارید نباشید. به شما اطمینان می‌دهم که مشکلات من در این زمینه عظیم‌تر است.»

* «همزمان با گسترش دایرهٔ دانش ما، تاریکی‌ای که این دایره را احاطه می‌کند نیز گسترده می‌شود.»

* «یک فرد باهوش یک مسئله را حل می‌کند اما یک فرد خردمند از رودررو شدن با آن دوری می‌کند.»

* «اگه نمرهٔ تستت تک شد ناراحت نشو!»

* «در دنیایی که دیوارها و دروازه‌ها وجود ندارند چه احتیاجی به پنجره و نرده است؟»

* «از وقتی که ریاضی‌دانان از سرو کول «نظریه نسبیت» بالارفته‌اند، دیگر خودم هم از آن سر در نمی‌آورم.»

* «دوچیز بی‌پایان هستند: اول «منظومه شمسی»، دوم «نادانی بشر»، در مورد اول زیاد مطمئن نیستم.»

* «من نمیدانم انسان‌ها با چه اسلحه‌ای در جنگ جهانی سوم با یک‌دیگر خواهند جنگید، اما در جنگ جهانی چهارم، سلاح آنها سنگ و چوب و چماق خواهد بود>>