علم فيزيک و10 حقيقت شگفت‌انگيز

[behnam5555]

علم فيزيک و 10 حقيقت شگفت‌انگيز

10 حقيقت شگفت انگيز علم فيزيک با کمک تعدادي از کاربران توئيتر انتخاب شده و با همکاري يک کيهان شناس تشريح شده است. خورشيد مي توانست از موز ساخته شده باشد، تقريبا همه جهان گم شده است و سياه چاله ها سياه نيستند سه نمونه از اين حقايق شگفت انگيز هستند. فيزيک بدون شک علمي شگفت انگيز است، ذراتي که وجود ندارند در احتمالات به حساب مي آيند، و زمان متناسب با سرعت حرکت شيئي تغيير مي کند. نشريه تلگراف 10 پديده عجيب از اين عجايب در علم فيزيک را با کمک تعدادي از کاربران توئيتر و کيهان شناسي به نام مارکوس چاون ارائه کرده است که در ادامه ارائه خواهد شد.

خورشيد مي توانست از موز ساخته شده باشد:

خورشيد بسيار پر حرارت است زيرا وزن چند ميليارد ميليارد ميليارد تني آن گرانش عظيمي به وجود مي آورد که در نتيجه هسته ستاره را تحت فشاري غير قابل تصور گذاشته و در نتيجه فشار بالا حرارت فوق العاده توليد مي کند. در صورتي که به جاي گاز هيدروژن از ميلياردها ميليارد ميليارد تن موز استفاده مي شد نيز همان ميزان فشار و در نتيجه همان مقدار حرارت در خورشيد به وجود مي آمد. با اين حال با افزايش حرارت، اتمها با بخشهاي مختلف ساختار ستاره اي برخورد کرده و انرژي اتمي را به وجود مي آورند که در اينجا تفاوت ميان حضور هيدروژن و موز در ساختار خورشيد آشکار خواهد شد.

تمام ماده اي که نسل بشر را به وجود آورده است در يک حبه قند جا مي گيرد:

اتم ها 99.9999999999999 درصد فضاي خالي هستند و به همين دليل در صورتي که تمامي اتم ها را به گونه اي به هم بفشاريم که فضاي خالي ميان آنها از بين برود، يک قاشق چاي خوري يا حجمي برابر يک حبه قند از اين ماده در حدود پنج ميليارد تن وزن خواهد داشت، وزني 10 برابر مجموع وزن تمامي انسانهايي که در حال حاضر در جهان حضور دارند. اين در واقع همان پديده اي است که در ستاره هاي نوتروني رخ مي دهد و وزن آنها را تا حد غير قابل باوري افزايش مي دهد.

آنچه آينده است مي تواند آنچه گذشته بوده است را تغيير دهد:

شگفتي جهان کوانتوم به اثبات رسيده است، آزمايش دو جداره که نور را در دو حالت موج و ذره به اثبات مي رساند به اندازه کافي عجيب و غير قابل تصور هست. به خصوص زماني که اعلام شود مشاهده نور مي تواند آن را از موج به ذره و يا برعکس تبديل کند. اما پديده هاي عجيبتر اين جهان پس از آزمايش جان ويلر فيزيکدان در سال 1978 خود را نمايان کرد. آزمايش وي نشان داد مشاهده يک ذره در حال مي تواند سرنوشت ذره مشابه ديگري در گذشته را متحول سازد. طبق آزمايش دو جداره در صورتي که هر يک از پرتوهاي نوري خارج شده از يکي از شکافهاي صفحه آزمايش را مشاهده کنيد، در واقع پرتو را مجبور کرده ايد خصوصيات ذره اي به خود بگيرد و اگر به هدف برخورد پرتو چشم بدوزيد خصوصيت موج گونه به پرتو نور بخشيده ايد اما در صورتي که پس از عبور پرتو نور از شکاف به مسيري که از آن ناشي شده است چشم بدوزيد آنگاه است که پرتو نور مي تواند در هر دوحالت شکل بگيرد. به بياني ديگر زمان حال بر گذشته پرتو نوري تاثير گذاشته است. اين آزمايش در آزمايشگاه تنها چند صد هزارم ثانيه به طول مي انجامد اما در مشاهده نورهاي ناشي از ستاره هاي دوردست نيز صدق مي کند. در واقع مشاهده اکنون ستاره هاي دوردست مي تواند گذشته چند هزار يا ميليون ساله آنها را تغيير دهد.

تقريبا همه جهان گم شده است:

مي توان به جرات گفت در حدود 100 ميليارد کهکشان در جهان هستي وجود دارد که هر يک از آنها از 10 ميليون تا 10 تريليون ستاره را در خود گنجانده اند. خورشيد زمين در مقايسه با اين ستاره هاي يکي از کوچکترين و ضعيفترين ستاره ها به شمار مي رود و حتي مي توان نام کوتوله زرد رنگ را بر روي آن گذاشت. در واقع در جهان هستي مقادير ترسناک و عظيمي از ماده مرئي وجود دارد که انسان تنها قادر به مشاهده دو درصد از آن است. وجود اين حجم ماده به واسطه نيروي گرانش آنها پيش بيني مي شود و ماده تاريک نيز که مقدار آن 6 برابر جرم ماده مرئي تخمين زده مي شود، نيز بخش نامرئي جهان را تشکيل داده است. وجود انرژي تاريک به عنوان بخشي ديگر از جهان که در واقع مابقي جهان را تشکيل داده است، موضوع را پيچيده تر خواهد کرد، انرژي که با گسترش سريع جهان در ارتباط است و به همراه ماده تاريک همچنان ناشناخته باقي مانده است.

جسم مي تواند سريعتر از نور حرکت کند و نور هميشه بسيار سريع حرکت نمي کند:

سرعت نور در خلا 300 هزار کيلومتر بر ساعت است با اين حال نور هميشه در خلا حرکت نمي کند. براي مثال نور در آب با سرعتي يک سوم سرعت گفته شده حرکت مي کند. در واکنش هاي اتمي برخي از ذرات به سرعت هاي بسيار بالايي دست پيدا مي کنند که بخشي از سرعت نور است و در صورتي که از ميان رابطي که سرعت نور را خواهد کاست عبور کنند، در واقع مي توانند سريعتر از نور حرکت کنند. چنين پديده اي درخششي آبي رنگ از خود به وجود مي آورد که به «تشعشعات شرنکوف» شهرت داشته و با بمبهاي صوتي قابل مقايسه است. کمترين سرعتي که تا کنون براي نور به ثبت رسيده است 17 متر بر ثانيه يا 61 کيلومتر بر ساعت بوده که به واسطه عبور از ميان روبيديوم منجمد با حرارتي برابر صفر مطلق ايجاد شده است. در اين حرارت اين ماده حالتي به نام ميعان «بوز- انشتين» را تجربه مي کند.

تعداد نامحدودي نويسنده مطلب را نوشته و تعداد نامحدودي خواننده آن را مي خوانند:

بر اساس مدلهاي استاندارد کيهان شناسي جهان مرئي با تمامي ميلياردها کهکشان و تريليون تريليون ستاره هايش تنها يکي از بي نهايت جهانهايي است که مانند حبابهاي صابون در يک اسفنج در کنار يکديگر قرار گرفته اند. به دليل بي نهايت بودن آنها مي توان هر تاريخچه ممکني را برايشان در نظر گرفت. اما تعداد تاريخچه هاي ممکن براي اين جهانها متناهي است زيرا تعداد محدودي پديده و تعداد محدودي نتيجه در بر داشته اند. تعداد اين پديده ها بسيار زياد اما متناهي است پس همين پديده عيني و کنوني که نويسنده اين مطلب را نوشته و شما آن را مي خوانيد، بايد بي نهايت بار در زمان رخ داده باشد. شگفت انگيز تر از آن اين است که بدانيم نزديکترين همتاي ما در چه فاصله اي از ما قرار گرفته است. اين فاصله عددي برابر 10 به توان 10 به توان 28 متر تخمين زده شده است که در صورت علاقمندي به محاسبه آن مي توانيد از عدد يک و 10 ميليارد ميليارد ميليارد صفر در برابر آن استفاده کنيد!

سياهچاله ها سياه نيستند:

به طور حتم سياهچاله ها بسيار تاريکند اما سياه نيستند زيرا اين پديده ها درخشان بوده و به آرامي نور خود را در تمامي طيفهاي نوري از جمله نور مرئي به اطراف منتشر مي کنند. اين تشعشعات که «تشعشعات هاوکينگ» نام دارد نور خود و جرم سياهچاله ها را به تدريج کاهش داده و با از دست دادن منبع جرم سياهچاله ها تبخير مي شوند. سياهچاله هاي کوچک در مقايسه با جرمشان و نسبت به سياهچاله هاي بزرگتر با سرعتي بالاتر از خود نور منتشر مي کنند و بر همين اساس در صورتي که برخورد دهنده بزرگ هادرون بر اساس برخي نظريه ها از خود ميکروسياهچاله هايي توليد کند، آنها به سرعت تبخير خواهند شد و دانشمندان پس از آن قادر خواهند بود بقاياي تابشهاي آنها را مشاهده کنند.

تصور بنيادين از جهان مسئول گذشته، حال و آينده آن نيست:

بر اساس نظريه نسبيت خصوصي چيزي به نام اکنون، گذشته يا آينده وجود ندارد و قالبهاي زماني به يکديگر وابسته اند زيرا همه هستي در سرعتي برابر در حرکت است. درصورتي که انسان با سرعتي کاملا متفاوت در حرکت بود شاهد پير شدن زودهنگام يکي از نزديکان و يا دير پير شدن وي نسبت به ديگران مي بود.

ذره اي در اينجا مي تواند به صورت آني بر روي ذره اي در آن طرف جهان تاثير بگذارد:

زماني که يک الکترون همتاي ضد ماده خود يا پوزيترون را ملاقات مي کند، هر در درخشش کوچکي از انرژي خنثي مي شده و دو فوتون از اين برخورد متولد مي شوند. ذرات ساب اتميکي مانند فوتونها يا کوارکها از ويژگي به نام اسپين برخوردارند که به مفهوم چرخش است، اما اين ذرات در واقع حرکت چرخشي ندارند اما به گونه اي رفتار مي کنند که انگار در حال چرخشند. جهت اسپين فوتونها در زمان تولد در برابر يکديگر بوده و در نتيجه خنثي مي شوند. با توجه به رفتارهاي غير قابل پيشبيني کوانتومي گفتن اينکه کدام فوتون در مسير چپگرد و کدام يک در مسير راستگرد حرکت خواهد داشت غير ممکن است و در واقع تا زماني که يکي از آنها مشاهده نشود، هر دو در هر دو جهت حرکت خواهند داشت اما به محض اينکه يکي از آنها مشاهده شود جهت راست يا چپگرد را به خود گرفته و به هر جهتي که حرکت کند، همتايش در مسير متضاد آن حرکت خواهد کرد. اين واقعيتي است که در آزمايشها به اثبات رسيده است.

هرچه سريعتر حرکت کنيد سنگينتر مي شويد:

در صورتي که بسيار سريع بدويد به صورت لحظه اي و نه دائم، سنگين وزن خواهيد شد. سرعت نور مرز سرعت در جهان است در اين صورت زماني که جسمي با سرعتي نزديک به نور در حرکت است و شما به آن نيرويي وارد کنيد، به سرعت آن نخواهيد افزود بلکه تنها به آن انرژي اضافي وارد کرده ايد که اين انرژي بايد در جايي قرار بگيرد. بهترين مکان براي قرارگيري اين انرژي جرم جسم است. بر اساس قانون نسبيت جرم و انرژي با يکديگر برابرند پس هر چه انرژي وارد شده بيشتر باشد جرم افزايش پيدا خواهد کرد. البته اين افزايش وزن در انسان قابل چشم پوشي بوده و درعين حال غير قابل انکار است.