[هیأت تحریریه]

ماهیت جاذبه و انرژی تاریک

جاذبه یا گرانش رو همون‌جور که می‌دونین نیوتون کشف کرد با همون فرمول معروفش که بر اساس اون جاذبه‌ی بین دو جسم فقط به جرم اون‌ها و فاصله‌شون از هم ربط داره. اما اینشتن متوجه شد که این تعریف از جاذبه خیلیم دقیق نیست. در واقع اون فهمید که ما از جاذبه یا گرانش هیچی نمی‌دونیم! اما طبق نظر اینشتن جاذبه چیه؟

//////////////////

اگه یکی سیب نیفته رو کله‌ش نمی‌فهمه جاذبه یعنی چی. یعنی باید حتمن یه دونه سیب بخوره تو سرت تا بفهمی جاذبه چیه. اما آقای اینشتین بدون سیب فهمید که جاذبه کاملن با تعریف نیوتن از اون تفاوت داره. اون فهمید که وقتی فضا–زمان خم می‌شه، جاذبه به وجود میاد. خوب ما گوشمون پره از شنیدن این قضیه‌ی خم شدن فضا–زمان. ولی هیچ‌کس یعنی قرار نیست بهمون بگه فضا–زمان چیه و خم شدن اون یعنی چی؟!

درباره‌ی ماهیت فضا–زمان بعدن حتمن یه اپیزود اجرا می‌کنم ولی می‌تونین فضا زمان رو یه پارچه در نظر بگیرین که به صورت افقی پهن شده. البته فضا–زمان دوبعدی نیست، بلکه حداقل ۴ بعد داره، اما برای ساده‌فهم شدنش فرض می‌کنیم دوبعدی هست. اگر یه جرمی به این شکل وسط پارچه قرار بگیره، می‌بینیم که پارچه خم می‌شه. حالا اگه یه جرم دیگه رو به سمت این جرم اولیه پرتاب کنیم، به این شکل توی فضا–زمان خم شده‌ی اطراف اون جرم اولیه به گردش درمیاد. اینشتین فهمید که جاذبه دقیقن همچین چیزیه. هرچی جرم یک جسم بیشتر باشه، فضا–زمان در اطرافش بیشتر خم می‌شه و سیاهچاله‌ها که جرمشون خیلی زیاد هست، فضا–زمان رو به میزان خیلی زیادی خم می‌کنن و به همین دلیل قدرت گرانششون خیلی زیاده.

خوب پس سؤوال اساسی‌تر اینه: اصلن جرم از کجا به وجود میاد؟ بعد از نظریه‌ی نسبیت اینشتین، خیلی طول نکشید که دانشمندایی که روی ذرات خیلی ریز کوچک‌تر از اتم کار می‌کردن، متوجه شدن که قانون نسبیت اینشتین در مورد ذرات ریز اصلن صادق نیست. اونا با تعجب به این نتیجه رسیدن که بعضی از ذرات خودشون از هیچی به وجود میان و بعد ناگهان به هیچی تبدیل می‌شن و این روند با سرعت زیادی ادامه داره. یکی از این دانشمندا آقای هیگز بود که می‌گفت یه اقیانوسی وجود داره که ذرات بی‌جرم وقتی ازش رد می‌شن جرم کسب می‌کنن. و این اقیانوس همه‌جا هست.

اسم این اقیانوس رو میدان هیگز گذاشتن. دانشمندا فکر می‌کردن ذره‌ی بنیادینی وجود داره به نام هیگز که با میدان هیگز ارتباط مستقیم داره.

/////////////////////////

این‌جا آزمایشگاه سرن هست و در کشور سوییس قرار داره. سرن، یه شتاب‌دهنده‌ی بزرگ ذرات هست. یعنی کاری می‌کنه که ذره ها با سرعتی خیلی خیلی نزدیک به سرعت نور با هم شاخ‌به‌شاخ برخورد کنن و بشکنن. فلسفه‌ی این کار هم اینه که اگر ذرات خیلی ریز با هم برخورد کنن، به ذرات تشکیل‌دهندشون تبدیل می‌شن و ما بالاخره می‌تونیم بفهمیم اتم‌ها و هسته‌هاشون دقیقن از چی ساخته شدن. توی سال ۲۰۱۲ این ذره‌ی هیگز بالاخره کشف شد و حالا احتمال این که ذرات، واقعن توی میدان هیگز جرم کسب کنن بیشتر شده.

اما این قضیه‌ی میدان‌ها توی مکانیک کوانتوم خیلی جدی‌تر از این حرفاس. بر اساس مکانیک کوانتوم، فضای خالی یا خلا نه تنها خالی نیست، بلکه انرژی‌های زیادی توی اون در حال نوسان هستن که این انرژی‌ها رو با فرمول‌های ریاضی می‌شه نشون داد.

پس بیاین یه بار دیگه دانشمون رو بررسی کنیم. اول بیگ بنگ یا انفجار بزرگ بود. انرژی بیگ‌بنگ اون‌قدر زیاد بود که همه‌چیزو با سرعت نور به اطراف پخش می‌کرد و به اصطلاح فضای اطراف خودش رو منبسط می‌کرد. این روند منبسط شدن فضا–زمان و بزرگ‌تر شدنش هنوز هم ادامه داره و مطالعات زیادی منجر به اثبات این تورم بعد از بیگ‌بنگ شدن. اما سوال اینه. بعد از این همه میلیارد سالی که از بیگ بنگ گذشته، چرا جاذبه‌ی بین سیارات و کهکشان‌ها باعث نمی‌شه که این روند انبساط متوقف بشه و کهکشان‌ها و سیارات به هم برخورد بکنن؟ چرا همه‌چیز داره از هم دور می‌شه؟

همون دانشمندا که تا الآن حسابی گه‌گیجه گرفته بودن، باز از طریق آزمایشای پیچیده‌ای متوجه شدن که حدودا فقط ۵٪ از فضای اطراف ما رو جرم به اون شکلی که ما می‌شناسیمش اشغال کرده. اما ۹۵ درصد بقیه‌ی فضا که ما فکر می‌کنیم خالی هست، اتفاقن نه تنها خالی نیست بلکه یه انرژی زیادی داره که این انرژی در واقع باعث می‌شه همه‌چی از هم دور بشه. چون دانشمندا تا الآن نتونستن ماهیت این ماده‌ای که مقدارش خیلی خیلی بیشتر از جرم همه‌ی جرم‌ها در جهان هست رو بشناسن، به دو بخش تقسیمش کردن: انرژی تاریک و ماده‌ی تاریک. انرژی تاریک که در اصل مسئول اصلی دور شدن کهکشان‌ها از هم و انبساط جهان هست، ۷۰٪ از فضای اطراف کهکشان‌ها رو اشغال می‌کنه.

اینشتین قبلن با استفاده از فرمول‌های خودش متوجه شده بود که جهان در حال انبساط یا تورم هست و این انبساط رو که هنوز مقدارش رو نمی‌شناخت با یه ثابت به نام ثابت کیهانی مشخص کرد. اما خودش هم مطمئن نبود آیا این موضوع خارج از دنیای فرمول‌های ریاضی اصلن وجود داره یا نه. چند سال بعد آقای هابل ثابت کرد که جهان در حقیقت داره منبسط می‌شه. این یه موفقیت بزرگ برای نظریه‌ی انبساط اینشتین بود. اما هنوز هم ماهیت دقیق این ثابت کیهانی مشخص نیست.

پس انرژی تاریک به همه‌چیز توی کائنات فشار میاره و اون‌ها رو از هم دور می‌کنه. اگه ما توی سالیان دراز زندگیمون تغییر نمی‌کنیم و مثلن منبسط نمی‌شیم به این خاطره که نیروهایی که روی زمین بهمون وارد می‌شه خیلی بیشتر از نیروی انرژی تاریک روی زمین هست. کشف انرژی تاریک به فیزیک‌دانا فهموند که ممکنه چیزایی در اطراف ما وجود داشته باشه که نه با دانش الآن و نه با دانش ده‌ها سال دیگه نمی‌شه فهمید که دقیقن چی هستن. البته بازم باید بگم اینا همش نظریه هست. نظریه‌هایی که یه بخشاییش مشاهده شده و یه بخش‌هاییش هم ثابت شده ولی هنوز تبدیل به اصل نشدن.

یه عده دانشمند دیگه هم هستن که به کل نظریه‌ی دیگه‌ای رو مطرح می‌کنن. طبق نظر این دانشمندا، همه‌ی جرم‌هایی که وجود داره، از جمله من و شما، نسخه‌ی دو‌بعدی از یک واقعیت سه‌بعدی یا چندبعدی هست که روی لبه‌ی جهان در حال پخش شدنه. یعنی در واقع، ما کرک داگلاس هستیم، ولی نه خودش، بلکه تصویرش. این نظریه خیلی هولناکه البته و سؤالای جدی‌ای در مورد ماهیت ما و اراده‌ی آزاد و ماتریالیسم مطرح می‌کنه، اما به هر حال دانشمندای خیلی خیلی زیادی معتقدن که به احتمال زیاد، این نظریه که به خوبی نسبیت اینشتین و کوانتوم رو با هم تلفیق می‌کنه و توضیح میده، واقعیت زیادی داره و ممکنه قضیه اصلن همین باشه. این نظریه اسمش نظریه‌ی جهان هولوگرامی هست و به زودی در موردش یه اپیزود دیگه درست می‌کنم. کمربنداتون اگه نبسته بودین ببندین!

اگه از این ویدیو خوشتون اومده، برای دوستای دیگتونم بفرستید که فیض ببرن. مرسی از منبع عظیم انرژیتون و این که اونو به اشتراک می‌ذارین.

آدرس ویدئو: https://www.youtube.com/watch?v=RKJLZ1T6LlE

[نویسنده]

نوشته‌ها