ادعای جالب توجه ، نیازمند اثبات جالب توجه است .
همانطور که در سیر تکاپوی اندیشه ها در عرصه فیزیک و کیهان شناسی دوران اخیر ملاحظه کردید نظریه پردازی در فیزیک و کیهان شناسی گوی و میدان را در سلطه خود درآورده به طوری که انیشتین امپراطور بزرگ نظریه پردازی عنوان می دارد .
من متقاعدشده ام که ما از طریق ریاضیات خالص می توانیم قوانین و اصول را کشف کنیم که کلید فهم پدیده های طبیعی هستند ، آزمایش ممکن است ایده های ریاضی مناسب را پیشنهاد کند اما قطعاً این ایده را نمی توان به طور کامل از آزمایش استنباط کرد . بنابراین احساس قطعی من این است که مطابق رویای پیشینیان ، تفکر محض می تواند واقعیت را فراچنگ آورد . »
به هر تقدیر طبق گفته کارل ساگان در ادعای جالب توجه ، نیازمند اثبات جالب توجه است ، در این خصوص همانطور که در سیر تاریخ علم مشاهده می شود ، نظریات انیشتین در موارد مختلف مورد محک آزمایش قرار گرفت مثلا در اثبات نظریه نسبیت عام وجود موقعیت بارها «GPS» که در آنها مجموعه ای از 24 ماهواره که پالس های دقیق و هماهنگ گسیل می کنند این امکان را فراهم می آورد که از طریق مثلث بندی موقعیت فرد روی زمین با دقت تعیین شود و این هماهنگی قدرت هم زمان سازی در حد پنجاه میلیارد دم ثانیه نیاز دارد که موقعیت جسمی روی زمین را با دقت 15 متر تعیین کند . اما برای تضمین چنین وقتی دانشمندان باید تصحیح ظریف نسبیتی را بر قوانین نیوتون انجام دهند و نسبیت بیان می دارد که امواج رادیویی ماهواره ها حین گردش به دور زمین اندکی تغییر فرکانس می دهد . یعنی اگر تصحیح نسبیتی کنار گذاشته شود ساعت ها در حدود 000 ، 40 میلیارد دم ثانیه جلو و عقب خواهند رفت و این یعنی نتیجه کل سیستم فاقد اعتبار است پس نسبیت از یک ایده و نظریه صرفاً دانشگاهی وارد صنعت و تکنولوژی شد .
و یا استفاده از حلقه ها و عدسی های انیشتین که ابزار قدرتمند وکاووش کیهان است . که از طریق انحراف نور در نزدیک یک اجرام سنگین مثل کهکشانها به وجود می آید و این اجرام ثقیل چو عدسی عامل انحراف هایی در نورهای گسیل شده از ماورای آنها می شوند که از این خاصیت برای اندازه گیری مقدار ماخوها در جهان که از ماده معمولی مانند ستارگان خاموش کوتوله های قوه ای و ابرهای گردو غبار تشکیل شده اند به کار گرفت . بدین صورت که اگر ماخو از مقابل ستاره ای عبور کند ، درخشندگی آن را افزایش می دهد و تصویر ثانویه به وجود می آورد . همین روش را برای یافتن سیاره های فراخورشیدی در مدار دیگر ستارگان به کار برد . از آنجا که سیاره ها بر نور ستاره های مادر اثر گرانشی کوچک اما قابل توجهی دارند اصولاً عدسی های انیشتین می توانند آنها را بیابند .
کاربرد بعدی این عدسی ها در پیداکردن ثابت هابلx ثابت کیهان شناختی است . همانطور که می دانیم درخشندگی اختروش ها در طول زمان نوسان می کند و ممکن است این تصور پیش آید مثلاً یک اختروش دوتائی نوساناتشان مشابه هم باشد . عملاً نوسان این اختروش های دو قلو به طور کامل هماهنگ نیست .
با استفاده از توزیه شناخته شده ماده ستاره شناسان می توانند نسبیت به زمان تاخیری به کل زمان رسیدن نور به زمین را محاسبه کنند .
با اندازه گیری زمان تأخیری در درخشندگی اختروش های دوتایی می توان فاصله آن را از زمین حساب کرد . با داشتن انقل بسرخ اختروش می توان ثابت هایل را حساب نمود .
« »
« » با داشتن می توان 7 را محاسبه کرد و از معادله هابل با داشتن می توان را محاسبه نمود .
همچنین ثایت کیهانی که تعیین کننده آینده جهان ماست با این شیوه قابل اندازه گیری است . با دانستن فاصله اختروشها تا ما و پی بردن به اینکه هر کدام از آنها در چه مرحله ای از تکوین قرار دارند و شمارش آماری آنها در هر دوره و مقایسه کردن آنها با هم می توانند درصد انبساط کیهان را بدست آورد . و حجم عالم را محاسبه نمود و از آن طریق چگالی عالم و ثابت کیهان شناسی را محاسبه نمود .
پس در موارد بالا همانطور که مشاهد شد نسبیت عام اثبات و تکنولوژی وابسته به آن هم نشان داده شد پس در صورت صحت نسبیت عام باید پیامدهای وابسته به آن هم تحقیق شود که از جمله آن پیامدها پی بردن به امواج گرانشی می باشد .
انیشتین امواجی را در عالم پیش بینی کرد که در اثر اعتشاشات گرانشی اجرام سماوی به وجود می آید که به موج گرانشی موسومند تا بحال کاوش عالم از روی امواج الکترومغناطیسی صورت گرفته و در ابعاد وسیع از امواج گرانشی اعم از اپتیکی ، رادیوئی ،آسمان مورد کاوش واقع شده و هر کدام از این طیف ها دنیای وسیعی از اطلاعات را بر ما گشوده است . مردم به دنبال بازکردن پنجره جدیدی هستند به اسم امواج گرانشی .
روش تحقیق و جستجوی این امواج به دو صورت بوده ، یک صورت حالت مشاهده غیرمستقیم و یک صورت مشاهده مستقیم .
اما مشاهده غیرمستقیم در این روش با بررسی یک ستاره نوترونی دوتائی که تقریباً 16000 سال نوری با زمین فاصله دارند و هر 7 ساعت و 45 دقیقه حول مرکز جرم خود می گردند و در این فرآیند امواج گرانشی به فضا گسیل می دارند . مردم دریافتند که دو ستاره درهر دور کامل باید یک میلیمتر طبق نظریه انیشتین به هم نزدیک شوند و این طی یک سال حدود یک متر می رسد و طول 700000 کیلومتری مدار آنها را به تدریج کاهش می دهد .
این کارشان نشان داد که مدار دقیقاً مطابق پیش بینی انیشتین بر پایه امواج گرانشی تحلیل می رود .
-اما مشاهده مستقیم
برای مشاهده مستقیم امواج گرانشی رصد خانه ها و آشکارسازهای مجهز و دقیقی ساخته شده که از جمله آنها رصدخانه لیگو Laser In Terferometer Gravitational ware observatoryاشد هدف لیگو آشکارسازی رخدادهای کیهانی مانند برخورد سیاهچاله ها یا ستارگان نوترونی است که برای رصد با تلسکوپها زمینی بسیاردور یا خیلی کوچک هستند .
این مجموعه شامل دو تأسیسات لیزی غولپیکر است که یکی در هانفورد واقع است در واشنگتن ودیگری در لوئیزیانا هر مجموعه ای دارد به طول 4 کیلومتر و به شکل L درون هر لوله لیزی جریان دارد که این دو پرتو با برخورد با یکدیگر طوری تنظیم شده اند که همدیگر را خنثی می کنند اگر چنانچه در این تداخل انحرافی دیده شود این حالت بهم خورده و نور نمایان می شود . هر چه موج گرانشی شدیدتر باشد انطباق دو پرتو لیزر کم می شود و الگوی گسترده تری خواهیم داشت . اما با این وجود دانشمندان اعتقاد دارند که لیگو آنقدر حساس نیست که در طول عمرش پدیده قابل توجهی را بدست آورد . پس به فکر افتاند که رصد خانه ای دیگر به نام لیگو را حساسیت 1000 برابر بسازند ولی هنوز با این تفاسیر این امواج مستقیم مشاهده نشده است .
طرح ماهواره ای لیزا نیز در دستور کار قررا دارد که مجموعه مشتمل از سه ماهواره که در ماورای جو در فاصله 50 میلیون کیلومتری زمین حول خورشید با لیزر با هم در ارتباط هستند را به وجود آورده که در این طرح امواج گرانشی مثل مدل لیگو بر این امواج لیزری موثر و قابل ردیابی است ، مردم امیدوارند که از این رصدخانه جهت ردیابی امواج ضربه ای حاصله از لحظه بیگ بنگ و هنچنین تحقیق تورم استفاده کنند . که اگر در این رصدخانه امواج گرانشی خیلی شدید و متناظر با گسترش سریع و نمایی جهان ابتدایی باشد مؤید تورم و اگر امواج گرانشی خفیف و گستره آرام همراه باشد نظریه ریسمان را اثبات کرده است .
-ماده تاریک
ماده تاریک در جهان فراوان است ، اما نه فقط در خلاء سرد فضا بلکه در واقع باید در اتاق شما نیز وجود داشته باشد .
پس تیم های تحقیقاتی فراوانی در جهان به دنبال پیدا کردن ماده تاریک هستند که از تکنیک های بدست آوردن این ماده نیست که توده بزرگی از ماده خالص ( مانند یدیدسدیم ، اکسیدآلومینیوم ، فریون ، ژرمانیوم ، سیلسیم ) داشته باشیم . که در آن ذرات ماده تاریک می توانند بر هم کنش کنند ، یک ذره ماده تاریک می تواند به هسته یک اتم برخورد کرده و الگوی واپاشی ویژه ای پدید آورد . با عکس برداری از مسیر حرکت ذرات در این واپاشی ، دانشمندان می توانند حضور ماده تاریک را تأیید کنند .
آزمایش ها محتاطانه و خوش بینانه اند ، چرا که حساسیت فوق العاده تجهیزات بهترین فرصت برای مشاهده ماده تاریک را بدست می دهند .
منظومه شمسی ما با سرعت 10 کیلومتر بر ثانیه گرد سیاه چاله ای که در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد می چرخد ، به این ترتیب سیارة ما در حال عبور از میان مقدار قابل توجهی از ماده تاریک است . فیزیکدانان برآورده کرده اند که در هرثانیه ، یک میلیارد ذره جسم تاریک از هر مترمربع از منظومه ما می گذرد ولی از آنجا که ماده تاریک با ماده معمولی برهمکنش بسیار ضعیفی دارند پس انتظار یافتن سالانه 01/0 تا 10 رویداد را در یک کیلوگرم ماده آزمایشگاهی دارند .
اما تا به حال در سال 1999 دانشمندان در آزمایشی تحت عنوان DAMA مشاهده ذرات ماده تاریک را با هیجانی وصف ناپذیر گرازش کردند در DAMA از 100 کیلوگرم یدید سدیم استفاده می شود پس بزرگترین آشکارساز دنیاست . به هر حال هنگامی که آشکارسازهای دیگر تلاش کردند نتایج DAMA را باز تولید کنند چیزی یافت نشد و سبب تردید یافته های DAMA شد .
-چگونه پی به بعد یازدهم ببریم
برای پیدا کردن جهانی در همسایگی دانشمندان تلاش کردند انحرافاتی از قانون عکس مجذور نیوتون را مطابق نظریه دکتر حامدارکانی پیدا کنند . با توجه به نظریه گرانش نیوتون نیروی جذب کننده میان هر دو جسم متناسب با مجذور فاصله ای که آن دو از هم دارند کاهش می یابد و این قانون در فواصل کیهانی کارگر است اما تاکنون کسی این قانون را در مورد فواصل خیلی کوچک با دقت کافی مورد مطالعه قرار نداده است . از آنجا که جاذبه نیروی ضعیفی است لاجرم کوچکترین اغتشاش هم می تواند آزمایش را کاملاً مختل کند .
فیزیکدانان کلراد و ابزاری دقیق به نام تشدیدگرفرکانس بالا ساختند که قادر به سنجش قانون گرانشی در فواصل کم تا یک دهم میلی متر می باشد . تست گرانش در چنین مقیاسی کوچک برای اولین بار انجام شد . آزمایش شامل دو میله تنگستنی باریک است که در یک فضای خالی آویزان بودند . یکی از لوله ها با فرکانس 1000 بار در ثانیه ارتعاش می کرد . سپس فیزیکدانان هر ارزشی را که در خلاء به میله دوم منتقل می شد تحت نظر گرفتند .
دستگاه به قدری حساس بود که می توانست حرکت میله دوم در اثر نیروی معادل یک میلیارد دم وزن یک دانه ماسه را آشکار کند . اگر انحرافی در قانون گرانش نیوتون وجود داشت می بایست اختلافاتی خفیف در میله دوم ثبت می شد .
اما بعد از بررسی فاصله ها توسط فیزیکدانان تا 108 میلیونیوم متر چنین انحرافی دیده نشد و نیوتون همچنان پیروز بود .
مردم در حال حاضر در حال بررسی انجام این آزمایش در فواصل نانومتری هستند که از دو صفحه باز ایزوتوپهای نیکل 58 و نیکل 64 استفاده می شود . وقتی آنها را فوق العاده به هم نزدیک کنیم و قوانین نیوتون را در آن بسنجند تا ببیند انحرافی در این حالت قابل شهود است یا نه .
-و اما نظریه ریسمان
چند مثال ممکن از دادهای تجربی که می توانند نظریه ریسمان را تأیید کنند به قرار زیرند :
1. جرم نوترینوی گریزپا و شبح گون به طور تجربی اندازه گیری شود و نظریه ریسمان بتواند آن را توضیح دهد .
2. انحرافات کوچکی از مدل استاندارد ، مثلاً واپاشی ذرات معینی فیزیک ذرات نقطه ای را به چالش بکشد .
3. ذرات ماده تاریک در آزمایشگاه شکار شوند و با پیش بینی های نظریه ریسمان مقایسه گردند .
4. نظریه ریسمان مقدار انرژی تاریک در جهان را محاسبه کند.
به هر حال نظریه ریسمان بنیانی ریاضی دارد و گروهی از دانشمندان اعتقاد دارند تأیید این نظریه نیز باید به متد ریاضی در جهت پیش بینی های خاصی که در کمیت های مختلف فیزیک انجام می گیرد باشد . و از محاسبات خاص ریاضی می توان نظریه همه چیز را عنوان نمود اما مشکلی که وجود دارد طبق نظریه گودل ریاضیات خود ، علمی خود تعریف نیست و ریاضیات فعلی جوابگوی نیاز خاص فیزیک نخواهد بود چرا که با توجه به زمانی که فیزیک گذشته هنوز مشکلات فراوانی در فراسوی فیزیک خودنمائی می کند ، هنوز مسأله گرانش حل نشد معلوم نیست چگونه باید آن را تحلیل نمود ، نظریه استاندارد ذرات بنیادی یا 26 پارامتر استوار شده که برای جواب دادن به یک سری از چراهای فیزیک به طور غیرعلمی وارد این نظریه شده هنوز اتحاد بین فیزیک کوانتمی و نسبیت در چالش واقع شده و نظریه جامعی برای آن وجود ندارد . در چهارچوب های فیزیک شک به وجود آمده مثلاً در ثابت که حدود می باشد و عبارتست از که مجموعه ای از ثوابت فیزیک را در بردارد آیا این همواره ثابت بوده و خواهد بود . به ازای ایتالیائی در منطقه ای در آفریقا به نام گابون که مملو از معادل خاص ارانیوم 235 و 238 می باشد با مسئله خاصی رفورد نمود . با بررسی معادن اورانیوم منطقه این شبه به وجود آمد که عناصر موجود در منطقه حاکی از یک گداخت هسته ای در منطقه است که متعلق به دو میلیارد سال قبل می باشد یعنی عناصر موجود در منطقه باقی مانده و زباله یک گداخت هسته ای طبیعی بوده اند . مطالعات نشان می دهد در آنجا و آن منطقه در دو میلیارد سال پیش میلیون بیشتر از امروز بوده یعنی در زمان تغییر کرده است .
چطور شد ثابت باقی نمانده و چطور شده که تغییر کرده است و کدام کمیت ها در عرض این سالها تغییر کرده اند ؟
مسأله دیگر سفینه های پاپیر است که سالها پیش به سوی فضا ارسال شده و از حوزه منظومه شمسی خارج شده اند ، نکته اینجاست که تمام محاسبات کلاسیک و نسبیتی حاکی از آن است که باید این سفینه در راه خود در حال دورشدن از منظومه شمسی باشد اما تجربه نشان می دهد که پاینیرها دارند به منظومه شمسی نزدیک می شوند در کجای محاسبات اشتباه اتفاق افتاده و چرا این سفینه ها تغییر مسیر داده اند .
یا با بررسی فعل و انفعالات هسته ای در روی کهکشانهائی که در12 میلیارد سال نوری از ما هستند معلوم شده که نسبیت در 12 میلیارد سال گذشته 12% تغییر کرده است . مشکل در کجاست چرا این همه معضل گریبانگیر فیزیک شده است . شاید ریاضیات اخیرجوابگوی فیزیک نیست آیا ما در فیزیک خط راست واقعی ، کره واقعی داریم؟ ریاضیات جوابهای تقریبی به مسائل فیزیکی می دهد . و جوابگوی خود فیزیک نیست ریاضیات معاصر برای مهندسی ابزار مناسبی است ولی برای فیزیک ابزار مناسبی نیست چرا که محاسبات یا است چراکه جهان چیز و ساختار مرتبی نیست بلکه جهان ما جهان آشوبناک است پس ریاضیات مخصوص خود را می طلبد و شاید بتوان آن را در تئوری آشوب جستجو کرد در این تئوری هرچه هست در جهان فرکتال است ، اتم ، انسان کهکشان و ... و خود مباحث جدیدی را می طلبد پس چگونه می توان به این ریاضیات تکیه کرد و جهان را درست تعبیرکرد و شاید همین مشکلات نظریه های ریاضی محور را به چالش های عمیقی وارد نماید .
-منبع:daneshyar-blogfa.com
