دسته: کیهان شناسی

سیاهچاله ها ؛ جاروبرقی های کیهانی

منتشر شده توسط علی‌اصغر جانعلی زاده در 20/08/2013

تقریبا همه ما اسم سیاهچاله رو شنیدیم ؛ به عنوان محیطی که اگر چیزی در آن گرفتار شود راه بازگشتی نخواهد داشت و مثل جاروبرقی همه چیز را جذب میکند ( آن محیط در سیاهچاله ها افق رویداد (Event_horizon) و عمل جذب کردن را گرانش قوی انجام میدهد). تا قبل از سال ۱۹۱۶ یعنی سالی که ستاره شناس آلمانی کارل شوارتزشیلد سیاهچاله را از معادلات نسبیت عام بدست آورد ، اغلب فیزیکدانان از جمله خودِ انیشتین بر این باور بودند که تمرکز چنین عظیمی از ماده که بتواند چنین گرانشی داشته باشد بعید است و بافت فضا تحمل چنین چگالی ای از ماده را ندارد ( مشابه این کارها در سرن برای نمایان کردن ابعاد بالاتر انجام میشود ؛ به این صورت که پروتون ها را به بیش از ۹۹ درصد سرعت نور رسانده و در سوهای مخالف به هم تصادم میدهند و انرژی خارج شده از برخورد را اندازه گرفته و با مقدار نظری ِ محاسبه شده مقایسه میکنند و اغلب اختلاف چشمگیری در این دو عدد دیده میشود که این بدین معناست که سه بعد فضا و بافت آن تحمل چنین انرژی را نداشته و به ناچار این انرژی به ابعاد بالاتر منتقل میشود ) . کار شوارتزشیلد طبق فرمول زیر

نشان داد که اگر جرمی در فضا با جرم m موجود باشد و شعاع آن از مقدار r ( شعاع شوارتزشیلد ) کمتر باشد به یک سیاهچاله تبدیل شده ، در گرانش خود فرو میرود و هیچ اطلاعاتی ( حتی نور ) توان گریز از جاذبه گرانشی آن را نخواهند داشت و فقط از طریغ اثرات گرانشی آن بر روی اجرام مجاور میتوان به وجود آن پی برد ( مثلا با اتکا به این روش دانشمندا به این نتیجه رسیدن که مرکز کهکشان ما یه سیاهچاله با جرمی چهار میلیون برابر جرم خورشید ما قرار داره ) و به طور مستقیم قابل رویت نیست .مثلا اگر خورشید بخواهد به سیاهچاله تبدیل شود باید ابعادش به کره ای به اندازه تنها سه کیلومتر برسد و کره زمین برای تبدیل شدن به سیاهچاله باید ابعاد خود را به حدود ۹۰ متر ( تقریبا اندازه یک زمین فوتبال ) کاهش دهد تا به سیاهچاله تبدیل شود ؛ بنابراین شعاع سیاهچاله تنها تابع جرم ستاره یا سیاره ، صرف نظر از شکل هندسی ، هست. و آخر سخن اینکه در فیزیک ، سیاهچاله ها جزو نقاط تکینگی ( singularity )هستند و میتونن تعابیر فیزیکی ( شاید هم متافیزیکی )داشته باشند ، هم میتونن راهی به دنیاهای موازی دنیا ما و یا راهی برای سفر در زمان باشند و یا راهی برای دسترسی به ابعاد بالاتر و … ، در اینگونه نقاط دیگر قوانین فیزیک کارایی خودشون رو از دست میدن و ممکن هست چیز های عجیبی اتفاق بیفته که توو دنیای روزمره نتونیم مشابه اون رو ببینیم .

ترجمه: چگونه یک فیزیکدان نظری خوب شویم؟!

منتشر شده توسط عباس ریزی در 08/08/2013

اگر مایلید در فهم قوانین فیزیک نظری شرکت کنید (که اگر در آن موفق شوید کار جالبی است) چیزهای زیادی وجود دارد که باید بدانید! اول اینکه همه دوره های آموزشی لازم در دانشگاه‌ها ارائه می‌شوند (در موردش مطمئن باشید)‌، پس طبیعی است که در یک دانشگاه پذیرفته شوید و هرچه را که میتوانید فرا بگیرید. ولی اگر هنوز در مدرسه به سر می برید باید آن قصه های کودکانه ای که به اسم «علم» به شما تدریس می‌شود را فعلاً تحمل کنید! اگر سن و سالتان فراتر از دوران مدرسه هست وعلاقه ای هم به پیوستن به جو پرهیاهوی دانشجویی ندارید چه؟!

توفت ( Gerard ‘t Hooft) برنده نوبل فیزیک در سال ۱۹۹۹
(به همراه مارتینیوس ولتمن برای مشخص کردن ساختار کوانتومی در برهمکنش الکتروضعیف)

این ترجمه برگرفته از اینجاست. لطفا به صفحه‌ی اصلی برای لینک‌های تازه‌تر سر بزنید!

خب امروزه تمامی دانشی که لازم دارید را میتوانید از اینترنت به دست آورید! ولی مشکل این است که مطالب به دردنخور زیادی نیزدر اینترنت پیدا میشود! برای همین من در پایان این مطلب اسامی و موضوعات درسگفتارهای (lecture courses) لازم را لیست کرده ام. معمولا من سعی میکنم که چرخی در اینترنت بزنم و مطالب لازم که ترجیحاقابل دانلود هستند را گردآوری کنم. با وجود این، تبدیل شدن به یک فیزیکدان نظری خوب هزینه ای بیشتر از هزینه یک رایانه متصل به اینترنت، یک پرینتر و یک سری قلم و کاغذ ندارد. تک تک مطالب اشاره شده در لیست را باید بخوانید! بهترین کتاب‌، پر مساله ترین کتاب است! سعی کنید مسئله ها را حل کنید! به دنبال آن باشید که همه چیز را بفهمید. تلاش کنید به جایی برسید که بتوانید اشتاباهات چاپی و اشکالات کوچک را به راحتی اشتباهات بزرگ بیابید و به این فکر کنید که مطلب مورد نظر را چگونه میتواند با زیرکی و هوشمندی بیشتری بنویسید!

میتوانم از تجربه ی شخصی خودم برایتان بگویم.من شانس بزرگی از این بابت داشتم که معلمهای بسیار خوبی دوروبرم بوده‌اند ،کسانی که به افراد کمک میکردند تااز سرگردانی فرار کنند! و این در تمامی مسیر به من کمک کرد تا برنده جایزه نوبل شوم. ولی در آن زمان من اینترنت نداشتم! برای همین سعی میکنم تا مربی شما باشم (کار سختی است)! من مطمئنم که هرکسی میتواند یک فیزیکدان نظری خوب (از نوع بهترین ها،‌از نوع برندگان جایزه نوبل)شود فقط کافیست مقدار مشخصی هوش، علاقه و اراده داشته باشد!

فیزیک نظری مانند یک آسمان خراش است که پایه‌های محکمی در ریاضیات مقدماتی و مفاهیم فیزیک کلاسیک (قبل از قرن بیستم) دارد. فکر نکنید فیزیک قبل از قرن بیستم غیرضروری است چون ما هم‌اکنون اطلاعات بسیار بیشتری داریم، نه، درآن روزها شالدوه ی چیزهایی که الان از آن‌ها لذت میبریم بناشده است! سعی نکنید که آسمان خراشتان را قبل از اینکه ابتدا برای خودتان این مفاهیم را بازسازی کرده باشید بنا کنید. چند طبقه اولیه ی آسمان خراش شما شامل صورت گرایی های ریاضی است که به نظریه‌های فیزیک کلاسیک زیبایی خودشان را اهدا میکند. اگر میخواهید بالاتر روید به آن‌ها نیاز دارید. پس از آن به موضوعات لیست زیر احتیاج دارید. در آخر،‌ اگر شما به اندازه ی کافی شیفته آن هستید که مسائل فوق‌العاده گیج‌کننده ی فیزیک گرانشی منطبق را دنیای کوانتوم حل کنید باید تا آخر به مطالعه نسبیت عام، نظریه ابرریسمان، نظریه-ام، Calabi-Yau compactification و … به پردازید. در حال حاضر این بالای آسمان خراش است نوک های دیگری از جمله تراکم بوز-آینشتاین، اثر کسری هال و چیزهای بیشتری نیز وجود دارند که برای برنده شدن جایزه نوبل خوب به نظر میرسند (حداقل سال‌های گذشته که این‌طور نشان داده است!)

و اما یک هشدار: حتی اگر شما به شدت باهوش باشید ممکن است جایی گیر کنید! سری به اینترنت بزنید. چیزهای بیشتر پیدا کنید و به من یافته هایتان را گزارش دهید!

اگر این مطلب به کسی که درحال آماده شدن برای شروع دانشگاه است مفید بود و یا اگر انگیزه کافی به کسی داد یا کسی را در راهش کمک کرد و مسیرش به علم را هموارتر ساخت آن وقت میپندارم که این سایت مفید بوده. پس لطفاً مرا در جریان بگذارید.

و اما لیست:

جدید: غیری از لیستی که در ادامه آمده، این منبع هم لیست خوبی معرفی کرده.

(لیست با ترتیب منطقی چیده شده، همه چیز قرار نیست که با این ترتیب انجام شود ولی سعی برآن بوده تا جوری چیده شود که تقریباً وابستگی موضوعات به یکدیگر را نشان دهد. برخی از موضوعات در سطح بالاتری نسبت به بقیه قرار می گیرند.)

زبان
ریاضیات مقدماتی
مکانیک کلاسیک
اپتیک
ترمودینامیک و مکانیک آماری
الکترونیک
الکترومغناطیس
مکانیک کوانتوم
اتم ها و مولکول ها
فیزیک حالت جامد
فیزیک هسته ای
فیزیک پلاسما
ریاضیات پیشرفته
نسبیت خاص
مکانیک کوانتومی پیشرفته
پدیدار شناسی
نسبیت عام
نظریه میدان کوانتومی (QFT)
نظریه ابرریسمان

به خواندن ادامه دهید

سلام کامران وفا!

منتشر شده توسط عباس ریزی در 27/07/2013

متاسفانه اخیرا ملت ما دچار بیماری قهرمان سازی شده ! از یک سو خیلی وقته که قهرمانان نامی پیدا نشدند و از طرف دیگه هم مردم اینرسی زیادی برای تبدیل به قهرمان شدن دارند! برای نمونه مرحوم دکتر محمود حسابی معروف خودمان! از ایشان چه تصویری در ذهن ها نقش بسته است؟! اولین پاسخ به این سوال این است که پروفسور دکتر محمود حسابی(!)‌ فیزیکدان بزرگ ایرانی و شاگرد آلبرت آینشتاین است!خب، منصفانه دکتر حسابی خدمات زیادی به زیرساخت علمی کشورد کرده است، از این باب روحش شاد! ولی مرحوم حسابی نه فیزیکدان بزرگی بوده (به معنی که در اذهان عمومی است) نه شاگرد آینشتین! ملت ما بزرگش کرده اند تا مرهمی باشد برای زخم هایی که به خاطر تنبلی خودشان و پدرانشان وفرزندانشان(!) به وجود امده اند!

گاهی از اوقات به نحوی قهرمان سازی میکنند که قهرمان های موجود (خیلی از آنهایی که موجوب مباهات من و شما هستند) به گرد پایشان که نمیرسد هیچ، همچنان گمنام می مانند! برای نمونه جناب کامران وفا! اگر قرار باشد نام ایرانیانی که به معنی واقعی کلمه فیزیک میدانند را ببریم باید نامی از کامران وفا حتما برده شود!

در این پست قصد دارم اطلاعاتی از وبگاه ویکی پدیا به عنوان معرفی کامران وفا در سیتپور منتشر کنم. از شما خواهش میکنم با رفتن به صفحه ی ایشون در تارنمای دانشگاه هاروارد سری به صفحه ی ایشون بزنید!

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

کامران وفا(به انگلیسی: Cumrun Vafa)‏ (متولد ۱۹۶۰ میلادی در تهران) استاد ایرانی–آمریکایی فیزیک در دانشگاه هاروارد است. او از فیزیک‌دانان برجسته در زمینه نظریه ریسمان میباشد. وی در سال ۲۰۰۸ میلادی موفق به دریافت جایزه دیراک شد.

کامران وفا در سال ۱۹۶۰ در تهران به دنیا آمد. وی تحصیلات ابتدایی خود را در دبیرستان البرز به پایان رساند و در سال ۱۹۷۷ به ایالات متحده آمریکا مهاجرت نمود. وی مدرک کارشناسی خود را در فیزیک و ریاضی از ام ای تی بدست آورد. کامران وفا در سال ۱۹۸۵ میلادی موفق به دریافت درجه دکتری خود با سرپرستی ادوارد ویتن از دانشگاه پرینستون شد. پس از آن وی عضو جونیور هاروارد شد که بعدها وی در همانجا یک کرسی جنیور گرفت. در سال ۱۹۸۹ به او یک کرسی ارشد (سینیور) پیشنهاد شد و از آن زمان تا کنون او در همانجا مشغول به فعالیت بوده است.

او هم اکنون یک استاد علوم دانر در دانشگاه هاروارد است.

پژوهش ها

کامران وفا یک نظریه پرداز در زمینه نظریه ریسمان است. پژوهش های وی بر روی ماهیت گرانش کوانتومی و رابطه بین هندسه و نظریه های میدانهای کوانتومی متمرکز شده است. او در جامعه نظریه ریسمان به خاطر کشف مشترکش با اشترومینگر شناخته می شود. این دو کشف نمودند که انتروپی بکنشتاین–هاوکینگ یک سیاهچاله را می توان با استفاده از حالتهای سالیتونی نظریه ابرریسمان بیان نمود. وی همچنین به خاطر توضیح رابطه بین هندسه و نظریه های میدان که از دوگانگی های ریسمانها بر می آید، شناخته می شود. (که منجر به فرضیه گوپاکومار–وفا شد). این موضوع با عنوان “مهندسی هندسی نظریه های میدان کوانتومی” شناخته می شود.در سال ۱۹۹۷ او نظریه اف را ارائه داد که جزو نظریه های شناخته شده در ابرریسمان است.

او همچنین علاقه مند به فهمیدن معنی نهفته دوگانگی های ریسمانها و همچنین تلاش در به کارگیری نظریه ابرریسمان برای حل مسائل حل نشده در فیزیک ذرات بنیادی (مانند مسئله سلسله مراتب و مسئله ثابت کیهان شناسی)، می باشد.

او مشارکتهای عمیقی در زمینه نظریه های ریسمان توپولوژیک و فهمیدن تقارن آینه ای و ساخت مدار–خمینه در نظریه ریسمان، داشته است.

او همچنین متولی شبکه ایرانیان برای دانش و نوآوری (NIKI) است.(نیازمند منبع)

افتخارات و جوایز

جامعۀ اعضای دانشگاه هاروارد، عضور تازه وارد، ۱۹۸۵ – ۱۹۸۸
NSF ریاست جمهوری جایزه محقق جوان، ۱۹۸۹
جایزه آلفرد پی اسلون، ۱۹۸۹
جایزه بنیاد پاکار، ۱۹۸۹
همکاری با آکادمی هنر و علوم آمریکا، ۲۰۰۵
نوبل AMS لئونارد ایسنبود برای ریاضی و فیزیک، ۲۰۰۸
مدال دایراک از آی سی تی پی، ۲۰۰۸
عضو آکادمی ملی علوم، ۲۰۰۹

آیا جهان ما واقعا در حال انبساطه؟

منتشر شده توسط امید در 23/07/2013

صرف‌نظر از این که چقدر فیزیکی (اهل فیزیک) باشیم، تقریبا همه‌ی ما اسم مه‌بانگ رو شنیدیم، انصافا هم ایده‌ی جذاب و سینمایی‌ای هست. ایده‌ای که توی تقریبا یک قرن اخیر نظریه‌ی غالب بین عوام، و شاید فیزیک‌دان‌ها بوده.

ایده می‌گه که همه چیز از یه انفجار شروع شد. «بووووم!» البته اون موقع احتمالا صدا نداشته! :)بعدش چی؟ بعدش دنیای ما شروع کرد به انبساط. کی گفته؟ شاهد داریم. 🙂

یکی از مشاهدات ما از جهان اطرافمون، پدیده‌ایه به اسم سرخ‌گرایی(انتقال به سرخ). همون قصه‌ی دوپلر، که می‌گه وقتی منبع موج از ما دور می‌شه، طول موجی که ما دریافت می‌کنیم بیشتر می‌شه، و هر چی سرعت دور شدنش بیشتر باشه، این تفاوت بیشتر می‌شه. ما چی دیدیم؟ هابل متوجه شد این که نورهایی که از خیلی خیلی دور(!) به چشم ما می‌رسن، قرمز‌تر می‌شن، و از اون جالب‌تر، این که اون‌هایی که دورتر هستن، سریع‌تر قرمز می‌شن. خب جالب شد! انگار اون تئوری قشنگه داره جواب می‌ده. خوبه، مشکلی هم نیست.

اما من نمی‌تونم بگم چون نظریم شواهد رو تایید می‌کنه، نظریم درسته، ممکنه توضیح دیگه‌ای هم وجود داشته باشه. چند روز پیش، یه آقایی پیدا شده، که یه تئوری به جای «جهان در حال انبساط» ارائه کرده.

نوری که یه ذره از خودش ساطع می‌کنه، وابسته به جرم اون ذره هم هست. هر چی ذره سنگین‌تر، انرژی ساطع‌شده بیشتر، طول موج کم‌تر، و نور آبی‌تر. تئوری این آقا می‌گه:«جرم ذرات در طول زمان در حال افزایشه». خب چطوری باهاش سرخ‌گرایی رو توضیح بدیم؟ خیلی ساده. از اونجایی که سرعت نور ثابته، ما از کهکشان‌های دورتر، تصویر قدیمی‌تری داریم. یعنی هر چی کهکشان مورد نظر از ما دورتر باشه، باید تصویر قرمز‌تری رو ازش ببینیم. بد به نظر نمی‌رسه، اما فایدش چیه؟

ظاهرا با ریاضیاتی که این آقا ارائه کرده، مه‌بانگ دیگه شامل تکینگی نیست. این خیلی خوبه، چون تکینگی توی هیچ علمی چندان چیز جذابی نیست (حداقل تا جایی که من می‌دونم). اما به چه قیمتی؟ این یکی تئوری که خیلی هم سینمایی از آب در نیومد! 🙂

اما ظاهرا تا اینجا این تئوری با چیز‌هایی که می‌بینیم، و ریاضیاتی که تا امروز برای جهانمون قبول کردیم می‌خونه. البته هنوز برای نتیجه‌گیری زوده، اما کسانی که مقاله رو دیدن بهش فحش ندادن. 🙂 در کل استقبال بد نبوده.

اما چطوری تستش کنیم؟ متاسفانه حداقل هنوز که راهی نداریم. جرم از اون چیزاییه که اصلا نمی‌دونیم چیه و از کجا اومده، نتیجتا باید صبر کرد، تا ببینیم چی می‌شه.

همه‌ی این حرفا رو زدم، این خبر رو نوشتم، که موضع خودم، و خیلی از دوستام رو در مورد یک چیز مشخص کنم:

«این که این نظریه بعد از آزمایش تایید یا رد می‌شه، برای من چندان مهم نیست. این برای من مهمه، که این نظریه‌ به تناقض می‌رسه یا نه؟ این که آیا جهان این‌شکلی تصور‌پذیره؟ یه مثال مشابه می‌زنم، آیا ذهن من می‌تونه هندسه‌ای رو تصور کنه که توش «خط l و نقطه‌ی p داده شده‌اند، حداقل ۲ خط متمایز موازی با l از p می‌گذرند.» درست باشه ؟ در مورد سوال دوم مطمئنم که جواب مثبته، و این برای من ارزشمنده.»

منبع خبر

لینک مقاله‌ی مورد بحث

فراتر از تاریکی …!!!

منتشر شده توسط علی‌اصغر جانعلی زاده در 19/07/2013

سیب به سر نیوتن سقوط میکند و او از خود میپرسد : چرا سیب به سمت پایین آمد و بالا نرفت ؟؟؟ شاید آن زمان تصور میشد که این مسئله با این جمله ارسطو که : اجسام تمایل دارند به حالت اولیه و اصل خود بازگردند ؛ حل شده است ولی نیوتن با دید شکاکانه ای به مسئله نگاه کرد ، او از خود میپرسد که چرا وقتی جسمی به سمت پایین پرتاب میشود رفته رفته بر سرعتش افزوده میگردد ؟؟؟ چه چیزی باعث افزایش سرعت آن میشود ؟؟؟ او جای خالی چیزی را احساس میکرد که باعث افزایش سرعت سقوط اجسام میشد ؛ او اسم آن را نیروی گرانش گذاشت و آن را عامل افزایش سرعت سقوط میدانست ؛ حال کمی جلوتر می آییم ، در سالهای ۱۹۲۵ تا ۱۹۲۹ ادوین هابل با مشاهده کهکشان های دیگر و با توجه به طیف نوری رسیده از کهکشان ها اکثرا به قرمزی متمایل است ؛ نتیجه گرفت که کهکشانها در حال دور شدن از ما هستند و با محاسبه سرعت دور شدن آنها به این نتیجه رسید که آنها با شتابی که بر آن افزوده میشود در حال دور شدن از ما هستند .( مثل اینکه توپی را از روی سطح زمین به سمت بالا پرتاب کنید و هر لحظه بر شتاب آن افزوده شده و از زمین با سرعت بیشتری دور شود ) دانشمندان مانند نیوتن از خود این سوال را پرسیدند که : چه نیرویی این فرآیند را انجام میدهد و این شتاب را به کهکشان ها میدهد ؟؟؟ و اینکه : چرا فاصله ی کهکشانی افزایش می یابد ، ولی در داخل کهکشانها فاصله ستاره ها ثابت است ؛ به عبارت دیگر چرا کهکشان ها مانند جهان انبساط پیدا نمیکنند؟؟؟ آنها برای حل این مشکل نیرویی را به نام انرژی تاریک پیشنهاد دادند که باعث انبساط عالم میشود . البته نامگذاری آن به انرژی تاریک بدلیل مبهم بودن و ناشناخته بودن آن است( مانند پرتو x) ، همان طور که یک اخترشناس در این باره می‌گوید: «به یاد داشته باشید که ما این پدیده را انرژی تاریک می نامیم اما این نامگذاری ممکن است این باور غلط را در ذهن مخاطبان ایجاد کند که ما حقیقتاً می دانیم که آن پدیده چیست. اما باید اذعان داشت که ما واقعاً چیز زیادی در این باره نمی دانیم». دانشمندان پس از اندازه گیری این نیرو متوجه شدند که حدود ۷۳ درصد از جرم – انرژی جهان را میسازد و این یعنی هنوز تا فهمیدن جهان اطرافمان راه طولانی در پیش داریم .

منبع : ویکیپدیا

جرج اسموت درباره طراحی جهان میگوید:

منتشر شده توسط عباس ریزی در 17/07/2013

در سریوس پلی سال ۲۰۰۸ جرج اسمیت (اخترفیزیکدان) تصاویر خیره کننده ای از بررسی اعماق فضا به ما نشان داد و ما را برآن داشت تا در مورد اینکه کیهان (با شبکه های غول آسایش از ماده تاریک و حفره های بزرگ اسراآمیزش) چگونه به این شکل در آمده است تفکر کنیم!