The_2010_Perseids_over_the_VLT

بارش شهابی برساوشی، تلسکوپ وی‌ال‌تی – رصدخانه جنوبی اروپا؛ نگاره از ویکی‌پدیا

 

حتما شما هم این تجربه رو داشتید که وقتی بیرون شهر و به دور از آلودگی نوری بودید بصورت کاملا اتفاقی یک شهاب‌سنگ (آذرگوی) از جلوی چشماتون رد شده و هیجان زده تون کرده باشه. شاید هم سعی کرده باشید که اونو به بقیه هم نشون بدید ولی احتمالا تا اون موقع دیگه نه شهاب‌سنگی در کار بوده و نه ردی از اون! 🙁 در واقع علت بوجود اومدن شهاب‌سنگ‌ها اینه که ذرات کوچیک گرد و غبار که اندازشون معمولا در حد ذرات شن و یا سنگ‌ریزه هست با سرعت خیییلی زیاد وارد جو زمین میشن و با فشرده کردن گازی که جلوشون هست باعث گرم شدن اون گاز شده و میسوزن و رد معروف خودشون رو بجای میگذارن *(۱)منظورم از سرعت خیییلی زیاد چیزی در حدود ۲۰۰۰۰۰ کیلومتر در ساعت بطور متوسط هست! (با این سرعت فاصله بین زمین تا ماه رو میشه دو ساعته طی کرد!) گاهی اوقات گرم شدن ذرات جو توسط شهاب‌سنگ‌ها باعث یونیزه شدن اون‌ها میشه و حتی ممکنه تا چند دقیقه هم ردش توی آسمون باقی بمونه! ما‌حصل سوختن شهاب‌سنگ‌ها داخل جو، وارد شدن سالانه حدود ۴۰۰۰۰ تن خاک، به‌طور متوسط، به زمین هستالبته طبیعت کار خودش رو بلده و این حجم از خاک و گرد و غبار برای طبیعت نه تنها مضر نیست بلکه مفید هم هست؛ مثلا باعث تشکیل هسته‌های میعان برای تشکیل ابرها و یا بارور کردن ‌پلانکتون ها در قطب جنوب میشن!

فاصلهٔ ابر اورت تا خورشید هزار برابر فاصلهٔ خورشید از کمربند کویپر، و دیسک پراکنده است.

شاید بپرسید این همه غبار و سنگریزه از کجا میاد؟! خب در پاسخ باید گفت که اینجور چیزها توی منظومه شمسی عادیه! در منظومه شمسی مقدار زیادی «غبار کیهانی» وجود داره که البته معمولا در ابعاد چند مولکول تا چند میکرون هستند و بسته به اینکه منشأشون چی هست ممکنه ابعادشون بزرگتر هم باشه؛ منبع این غبار در منظومه شمسی ممکن هست ناشی از گرد و غبار بجا مونده از دنباله‌دارها یا سیارک‌ها و یا غبارهای جدا شده از کمربند کوییپر در مرزهای بیرونی منظومه شمسی باشه و یا حتی ریشه در غبار میان‌ستاره‌ای داشته باشن که بخاطر حرکت منظومه شمسی به داخل اون‌ها، به منظومه ی ما وارد شدن.

به قطعه‌های صخره با فلز که در فضا شناورند شهاب‌واره (Meteoroid) یا نیزک گفته می‌شود. شهابوارها اکثراً اجسام ریزی هستند (به اندازهٔ ته سنجاق) که در فضا حرکت می‌کنند. یک سیارک یا شهاب‌واره که وارد جو زمین می‌شود شهاب یا شَخانه نام می‌گیرد. به خط درخشانی که بر اثر ورود شهاب‌واره یا حرکت آن در جو ایجاد می‌شود شهاب ثاقِب گفته می‌شودکه مدّت است چندین ثانیه به طول بی انجامد. زمانی که یک شهاب‌واره به سطح سیاره برخورد کند شهاب‌سنگ (Meteorite) نامیده می‌شود. هر ساله صدها تن غبار شخانه‌ای بر سطح زمین می‌نشیند.

نگاره از ویکی‌پدیا

کمربند کوییپر و بعد از اون ابر اورت که تقریبا تا میانه راه تا نزدیک ترین ستاره از خورشید کشیده شده، سکونت‌گاهی برای حدود چند هزار میلیارد جسم کوچیکیه که همه در مدارهایی به دور خورشید میگردن. هر از چند گاهی اختلالات گرانشی که از بیرون از منظومه شمسی (مثل رد شدن یک ستاره) و یا از داخل (توسط سیارات بزرگ مثل مشتری) به این اجسام وارد میشه، باعث حرکت اونها به سمت خورشید شده و داخل یک مدار باز یا بسته قرار میگیرن و «دنباله دارها» رو بوجود میارن.معمولا از این اجرام به عنوان «گلوله‌های برفی کثیف» تعبیر میشه؛ چون ترکیبی از یخ و خاک هستن (منظور از یخ، مواد فرار مثل آب، متان، آمونیاک و یا ترکیبی از اون‌هاست). وقتی دنباله‌دارها به سمت خورشید حرکت میکنن گرمای خورشید باعث بخار شدن یخ و جدا شدن گرد و خاک های همراهش میشه و بنابراین یک دنباله‌ای ازشون به‌جا می‌مونه که با سرعت کمتری داخل مدار در حرکت هستنهر بار که دنباله‌دار به دور خورشید میگرده، یک مقدار مشخصی از اون جدا شده و در مدار باقی می‌مونه و در نتیجه یک نهری از شهاب‌و‌ارها (meteoroid stream) بوجود میاد.حالا اینکه این شهاب‌وارها کجا با زمین برخورد پیدا کنن، بستگی به کشش گرانشی سیارات داره که این نهر رو به کدوم سمت هدایت کنن. در بیشتر مواقع تقاطعی بین زمین و شهاب‌وارها اتفاق نمی افته، ولی اگر این اتفاق بیفته باعث بوجود اومدن اصطلاحا «بارش‌های شهابی (meteor shower) » میشه.

در طول زمان طولانی ممکنه اتفاقات بغرنجی برای این نهر و یا «دنباله غبار (dust trail)» بیفته. مثلا ممکنه که مدار دنباله دارها و شهاب‌وارهای باقیمانده از اون در مدارهای رزونانسی با مشتری و یا یک سیاره بزرگ قرار بگیرن. (یعنی تعداد صحیحی از گردش‌های دنباله دار به دور خورشید با دقیقا تعداد صحیح دیگری از تعداد گردش های سیاره برابر باشه). این پدیده باعث بوجود آمدن یک مؤلفه بارش به نام فیلامان(filament) میشه (که در واقع باعث شدت گرفتن بارش میشه). دومین اثر ممکنه به علت نزدیک شدن به یک سیاره بوجود بیاد. مثلا وقتی این توده از نزدیکی زمین عبور کنه، ممکنه باعث شتاب گرفتن و یا کند شدن حرکت شهاب‌وارها بشه و شکاف هایی رو برای عبور دفعه‌ی بعد بوجود بیارههم‌چنین مثلا اختلالات ناشی از گرانش مشتری در مواقعی که در بیشترین فاصله خود در مدارشون از خورشید هستن و حداقل سرعت رو دارن، موجب تغییر در توزیع اونا داخل نهر بشه. سومین اثر به علت فشار تابشی بوجود میاد (در واقع تابش فوتون‌ها باعث وارد کردن نیرو و تولید فشار میشه). این فشار تابشی ذرات کوچکتر رو به مدارهای دورتر میفرسته؛ بنابراین بعضی دنباله های غبار، بیشتر شامل شهاب‌وارهای بزرگ‌تر و شهاب‌های درخشان‌تر هستن و بعضی دیگه شامل شهاب‌وارهای کوچک‌تر و در نتیجه شهاب‌های کم‌نورتر. هم‌چنین این اثر موجب پراکنده کردن شهاب‌وارها و پهن شدن نهرها در طول زمان میشهشهاب‌سنگ‌هایی که ما از این نهرها می‌بینیم، قسمتی از بارش های شهابی سالانه هستند؛ چون زمین با نرخ تقریبا ثابتی هرسال با این نهرها روبرو میشه.

در زمان اوج بارش شهابی در آسمانی تاریک، میشه به‌طور متوسط چیزی در حدود چند ده شهاب‌سنگ در ساعت دید. البته گاهی اوقات که تعداد شهاب‌وارها خیلی زیاد هست، باعث به‌وجود اومدن اصطلاحا «طوفان های شهابی (meteor storms)» یا «فوران شهابی (meteor outburst)» میشن، که در اون نرخ بارش به حدود ۱۰۰۰ شهاب در ساعت هم میرسه! (در سال ۲۰۰۲ این اتفاق دو بار در بارش شهابی اسدی افتاد).

نگاره از NASATV

نگاره از NASATV

اگر در بارش های شهابی رد شهاب‌سنگ‌ها رو دنبال کنید، به نظر میرسه که انگار شهاب‌سنگ‌ها همگی از نقطه خاصی از آسمون میان. (البته شهاب ها تقریبا بصورت موازی هم وارد جو میشن ولی به‌دلیل خطای چشمی پرسپکتیو (perspective) این‌طور به نظر می‌رسه که همه از یک نقطه کانونی میان.) این نقطه خاص توی آسمون بسته به اینکه توی کدوم صورت فلکی باشه، باعث نام‌گذاری بارش شهابی میشه. مثلا در بارش شهابی برساوشی به دلیل این‌که کانون بارش در صورت فلکی برساوش قرار داره، به این اسم نام‌گذاری شده. سالیانه بارش های شهابی مختلفی اتفاق میفته که هرکدوم زمان مشخصی دارند: از جمله مهمترین بارش های شهابی، بارش های شهابی برساوشی در مرداد، بارش شهابی اسدی در آبان، بارش شهابی جوزایی در آذر و بارش شهابی ربعی در دیماه و هستن.

بارش شهابی برساووشی از ۲۷ام تیرماه شروع و تا سوم شهریور ادامه داره. اوج این بارش هرساله در حدود ۲۲ام مرداد اتفاق میفته. منشأ این بارش، دنباله دار «سوئیف تاتل» هست که هر ۱۳۳ سال یکبار به دور خورشید میگرده.

چیزی که بارش شهابی برساوشی امسال رو متمایز کرده، احتمال دو برابر شدن تعداد شهاب‌هاست. طبق گفته ی ناسا، چون توده ی شهابوارهای به‌جامونده، به‌دلیل گرانش سیاره مشتری کمی جابجا شده، امسال زمین از داخل قسمت متراکم تری عبور میکنه و احتمالا به نرخ ۲۰۰ شهاب در ساعت در اوج بارش برسیمالبته نباید توقع داشته باشید که این تعداد به‌صورت کاملا یکنواخت اتفاق بیفته. بلکه ممکنه دو یا سه شهاب‌سنگ رو ظرف چند ثانیه ببینید و توی چند دقیقه بعدی خبری از شهاب‌سنگ نباشه! برای بارش شهابی برساوشی امسال، تنها کافیه به منطقه ای برید که آسمون تاریکی داشته باشه. بهترین شب برای رصد این بارش شهابی زیبا، شب های ۲۱ام و ۲۲ام مرداد و بهترین زمان بعد از نیمه شب تا قبل از سحر هست.

برای پیدا کردن کانون بارش باید به سمت شمال شرق آسمون به دنبال صورت فلکی ذات الکرسی یا دبلیو بگردید (شکل زیر). درست در پایین این صورت فلکی و نزدیک به صورت فلکی برساوش، مرکز بارش قرار داره.

برای پیدا کردن کانون بارش باید به سمت شمال شرق آسمون به دنبال صورت فلکیه ذات الکرسی یا دبلیو بگردید!

امیدوارم از این بارش شهابی بیشترین لذت رو ببرید و بقیه رو هم توی این لذت سهیم کنید 🙂

(۱):  به اجرامی که ممکنه یک روزی داخل جو زمین بشن شهاب‌وار (meteoroids) گفته میشه. وقتی شهاب‌وارها وارد جو میشن و میسوزن بهشون شخانه(meteor) میگن و اگر قبل از سوختن کامل از جو عبور کرده و با زمین برخورد کنن، شهاب‌سنگ(meteoride) نامیده میشنتوی این مقاله برای راحتی به‌جای کلمه ی عجیب و غریب شخانه (معادل فارسی شهاب)، از شهاب‌سنگ یا به اختصار شهاب استفاده شده!

حسن ختام این نوشته، یک نگاره زیبا از بابک تفرشی:

Desert, moonlight, and a striking fireball (bright meteor) above Atacama Desert in northern Chile.

Desert, moonlight, and a striking fireball (bright meteor) above Atacama Desert in northern Chile.

امروزه من تقریبا انتظار دارم که همه coursera رو بشناسند. نهادی که با تلاش چند نفر از اساتید دانشگاه استنفورد، مثل Daphne Koller ایجاد شد، تا به همه‌ی افراد جهان فرصت یادگیری بهتر رو ارائه کنه. مطمئنا آینده‌ی نوع بشر به این حرکت افتخار خواهد کرد. (این سخنرانی Daphne Koller توی تد رو از دست ندید.)

بهونه‌ای که باعث شد اینجا در موردش بنویسم، این کلاس جدید بود: «از مه‌بانگ، تا انرژی تاریک». البته به نظر می‌رسه که این کلاس بیشتر جنبه‌ی اطلاعات عمومی سطح بالا داشته باشه، تا یه کار آکادمیک. اما برای کسانی که فیزیک رو حرفه‌ای دنبال نمی‌کنن گزینه‌ی بی‌نظیر و جذابیه.

کورس ارا

از یادگیری لذت ببرید. 🙂

سال ۱۹۹۰ میلادی وقتی که فضاپیمای کاوشگر وویجر۱ پس از اینکه اولین ماموریتش رو انجام داده و در حال ترک منظومه شمسی بود، کارل سیگن (ستاره شناس سرشناس امریکااز ناسا خواست تا کاوشگر وویجر دوربینش رو به سمت زمین بچرخونه و از فاصلهٔ ۶ میلیارد کیلومتری (۳٫۷ میلیون مایلییک عکس از کره زمین از پهنه دور و وسیع فضا تهیه کنه.

نقطهٔ آبی کمرنگ (Pale Blue Dot)‏ نام اون عکسه که از کرهٔ زمین به عنوان بخشی از مجموعه تصاویر منظومه شمسی خانواده پرتره گرفته شدهدر این عکس کرهٔ زمین به شکل یک «نقطهٔ آبی کوچک رنگ پریده» (در اندازه ۰٫۱۲ پیکسلدر برابر عظمت فضا دیده می شه!

زمین از فاصله ۶ میلیارد کیلومتری (۳٫۷ میلیون مایل) همانند یک نقطه کوچک به نظر می‌رسد (لکه بسیار کوچک سفید در میانه پایین تصویر، سمت راست در میانه نوار قهوه‌ای) در اعماق تاریکی فضا
نقطه آبی کم رنگ

كارل سیگن بعدها كتابی نوشت (۱۹۹۴با عنوان «نقطه آبی كمرنگچشم انداز آینده بشر در فضا (Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space)». علاوه بر اون درباره ی این عكس، قطعه ی كوتاه و تاثیرگذاری خواند که آخر همین نوشته اومدهیک ویدیو کوتاه با زیرنویس فارسی گذاشتم که به دانلود کردنش می ارزه!

دوباره به اون نقطه توجه کنیداون اینجاست، اون خونه هست، اون ماییمروی اون، هر کی رو که دوست دارید، هر کی رو که می شناسید، هر کی رو که درباره اون شنیده اید، همه انسان هایی که تا حالا زندگی هاشون رو گذروندندانبوهی از لذت و رنج هزاران مذهب بی پروا، ایدئولوژی ها و عقیده های اقتصادی، هر شکارچی و علف خوار، هر قهرمان و ترسو، هر آفریننده و نابودگر تمدن، هر شاه و رعیت، هر زوج جوان عاشق، هر مادر و پدر، هر کودک امیدوار، مخترع و کاوشگر، هر معلم اخلاق، هر سیاستمدار فاسد، هر ستاره بزرگ، هر رهبر عالی هر قدیس و گناهکار در تاریخ گونه های ما، اونجا زندگی کردند، روی نقطه ای از غبار، معلق در پرتو خورشید.

گفته شده است که ستاره شناسی یک تجربه متواضع کننده و شخصیت ساز استبیانی بهتر از این شاید وجود نداشته باشد از زشتی خودبینی های بشر از این تصویر دور، از جهان کوچک مابرای من، این تاکید می کنه روی مسیولیت من تا با دیگری مهربانانه تر برخورد کنم و مراقبت کنم و گرامی بدارم اون نقطه آبی کمرنگ رو، تنها خونه ای که ما تا حالا شناختیم.”

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). BH_LMCتا 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

1367343b8711a257d90f36e56cdfa773نشان 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 1143-20و 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 .

 

 

مطلبی که ترجمه کردم برگرفته شده از اینجاست. لطفا به صفحه‌ی اصلی برای به‌روزرسانی‌ لینک‌ها سر بزنید!

*  از آقای امیرهادی ضیایی به خاطر کمکشون تشکر میکنم!

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

خِراردوس توفت (به هلندی: Gerard ‘t Hooft) به همراه مارتینیوس ولتمن در سال ۱۹۹۹ برای مشخص کردن ساختار کوانتومی در برهمکنش الکتروضعیف در فیزیک موفق به دریافت جایزه نوبل در فیزیک شد. اصل تمام‌نگاری از اوست.

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؟!

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:

(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.)

  1. زبان

  2. ریاضیات مقدماتی

  3. مکانیک کلاسیک

  4. اپتیک

  5. ترمودینامیک و مکانیک آماری

  6. الکترونیک

  7. الکترومغناطیس

  8. مکانیک کوانتوم

  9. اتم ها و مولکول ها

  10. فیزیک حالت جامد

  11. فیزیک هسته ای

  12. فیزیک پلاسما

  13. ریاضیات پیشرفته

  14. نسبیت خاص

  15. مکانیک کوانتومی پیشرفته

  16. پدیدار شناسی

  17. نسبیت عام

  18. نظریه میدان کوانتومی (QFT)

  19. نظریه ابرریسمان

Continue reading

در مورد تلاش شما، چیزی (یا چیز زیادی) برای گفتن ندارم، جز این که ناقص است. اثباتی که برای این که مجموع زوایای یک مثلث نمی‌تواند بیشتر از ۱۸۰ درجه باشد ارائه کرده اید، تا حدی فاقد دقت هندسی است. اما به سادگی می‌توان آن را اصلاح کرد، و در این که می‌توان این غیرممکن بودن را در کمال دقت ثابت کرد شکی نیست. اما در مورد قسمت دوم، که مجموع زوایای یک مثلث نمی‌تواند کم‌تر از ۱۸۰ درجه باشد، وضع متفاوت است، این نقطه‌ی حساسی‌است که کشتی‌ها را در هم می‌شکند. به نظر نمی‌رسد که این قسمت شما را زیاد درگیر کرده باشد. من بیشتر از ۳۰ سال روی این موضوع کار کرده‌ام، و بعید می‌دانم کسی بیشتر از من روی این موضوع کار کرده باشد، هر چند تا کنون چیزی در این مورد به چاپ نرسانده‌ام.

این فرض که مجموع زوایای مثلث می‌تواند کم‌تر از ۱۸۰ درجه باشد، به هندسه‌ی عجیبی می‌انجامد، که با هندسه‌ی ما (هندسه‌ی اقلیدسی) بسیار متفاوت، اما به همان اندازه سازگار است. من آن را بسط داده‌ام و کاملا از آن راضی هستم، و می‌توانم هر مسئله‌ای را در آن حل کنم، جز یافتن یک ثابت، که نمی‌توان آن را پیش از تجربه (as a priori) تعیین کرد. هر چقدر این مقدار ثابت بزرگ‌تر باشد، این هندسه به هندسه‌ی اقلیدسی نزدیک‌تر می‌شود.

Carl Friedrich Gauss

Carl Friedrich Gauss

این بخشی از نامه‌ی گاوس، شاهزاده‌ی ریاضیات، به تارینوس، در مورد اثبات اصل توازی بود. و احتمالا دقت کردید، که کل چیزی که گاوس مدعی اثباتش هست، اینه که مجموع زوایای یک مثلث، بیشتر از ۱۸۰ درجه نیست. و اگر راستش رو بخواید، اگر اصل توازی رو نپذیریم، چیزی بیشتر از این نمی‌تونیم ثابت کنیم.

مقدمه‌ی اول، اصل توازی، و چند گزاره‌ی هم‌ارز

نمی‌خوام خیلی هندسه بگم، اما دونستن این خوبه که جمله‌های زیر هم‌ارز هستن، یعنی هر کدوم رو رد کنید، همه رد شدند، و هر کدوم رو که قبول کنید، همه معتبر هستند(البته با قبول همه‌ی بنداشت‌های هیلبرت، غیر از اصل توازی):

  • مثلثی با مجموع زوایای ۱۸۰ درجه وجود دارد.
  • مجموع زوایای هر مثلث برابر ۱۸۰ درجه است.
  • مجموع زوایای همه‌ی مثلث‌ها برابر است.
  • برای مساحت مثلث‌ها هیچ کران بالایی وجود ندارد.
  • از نقطه‌ی p خارج از خط l تنها یک خط موازی l وجود دارد.

با توجه به هم‌ارزی این گزاره‌ها، و گزاره‌های دوم و چهارم پنجم، می‌بینیم که اگر بتونیم مثلثی پیدا کنیم که مجموع زوایاش کم‌تر از ۱۸۰ درجه باشه، اصل توازی رد می‌شه.

مقدمه‌ی دوم، فلسفه‌ی هندسه

گاهی بحث می‌شه که هندسه‌ی فضایی که ما توش زندگی می‌کنیم چیه؟ خب این سوال یعنی چی؟ توی هندسه، وقتی می‌گیم «خط»، مسلما منظورمون خطی که روی کاغذ می‌کشیم نیست. جالبه که حتی منظورمون خط‌هایی که بی‌نهایت ادامه دارن هم نیست. نکتش اینه:«وقتی می‌گیم خط، اصلا منظورمون هیچ چیز نیست!». توی هندسه، ما دو موجود تعریف نشده داریم، «نقطه» و «خط»، و همچنین ۳ رابطه‌ی تعریف‌نشده، «قرار دارد بر» (نسبتی میان نقطه و خط)، «میان» (نسبتی بین ۳ نقطه که روی یک خط قرار دارند)، و «قابلیت انطباق» (نسبتی بین ۲ پاره‌خط).

حالا وقتی من می‌گم دستگاه مختصات دکارتی یک مدل برای هندسه‌ی اقلیدسیه، منظورم اینه که، به «زوج‌های مرتب» می‌گم «نقطه»، به «مجموعه‌ی نقاطی که توی فلان معادله‌ها صدق کنند» می‌گم «خط»، اگر یک نقطه(زوج مرتب) عضو یک خط(به عنوان یک مجموعه) باشه می‌گم «این نقطه روی اون خط قرار داره» و …، و با این تعاریف، این موجودات توی بنداشت‌هایی که قبول کردم صدق می‌کنند.

برای بررسی هندسه‌ی دنیای فیزیکی اطرافمون هم باید همچین کاری بکنیم. خب، سوال اینه:«به چی بگیم خط؟». 🙂 سال‌هاست یه پیشنهاد معقول وجود داره، مسیر حرکت نور. راحت و خوب. 🙂

اصل داستان

«یه روزی، گاوس، با نور یک مثلث روی قله‌ی ۳ تا کوه تشکیل می‌ده، و مجموع زوایاشون رو اندازه می‌گیره، شاید بتونه ببینه که واقعا از ۱۸۰ درجه کمتر هستند.»

امیدوارم به اندازه‌ی من، وقتی که این رو خوندم، تعجب کرده باشید. 🙂

اون ۳ تا کوه اسم‌هاشون Brocken و Hohenhagen و Inselbergه. اگر می‌خواید در مورد این آزمایش بیشتر بخونید اینجا و اینجا رو ببینید. البته مقداری که گاوس به دست آورد از ۱۸۰ درجه کم‌تر بود، اما افسوس، که مقدار کسری از دقت ابزار گاوس کم‌تر بود. اگر واقعا همچین چیزی پیدا می‌شد، می‌تونستیم واحد قراردادی طول، «متر» رو، با یک واحد واقعی جایگزین کنیم. 🙂 (بعدا در مورد این هم می‌نویسم.) بعد‌ها آزمایش‌های نجومی هم داشتیم، اما هنوز چیزی پیدا نشده.

باز هم بعد‌تر، اگر تئوری گرانشی اینشتین رو قبول کنیم، مشخص شد که هندسه‌ی دنیای ما چیزی پیچیده‌تر از هندسه‌های اقلیدسی و هذلولویه، که توسط گودل و افراد دیگه بسط داده شده.

اما چیزی که مهمه اینه که ما بعد از ۲۰۰۰ سال تلاش، فهمیدیم که می‌شه هندسه‌ای غیر از هندسه‌ی اقلیدسی تصور کرد، بدون این که به تناقضی برسیم.

پست رو با یک جمله منصوب به اینشتین تموم می‌کنم:

If the facts don’t fit the theory, change the facts.

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. 🙂

CMB Timeline

CMB Timeline

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