موسیقی کیهانی

 

اینشتین یک بار گفته بود، اگر نظریه ای نتواند تصویری فیزیکی ارائه دهد که حتی یک کودک نیز آن را بفهمد، احتمالا بلااستفاده است. خوشبختانه در پس نظریه ریسمانها تصویر فیزیکی ساده ای قرار دارد، تصویری براساس مفهوم موسیقی.

براساس نظریه ریسمان ها، اگر یک ابر میکروسکوپ داشته باشیم و بتوانیم به دقت به قلب یک الکترون بنگریم، یک ذره نقطه ای، بلکه ریسمانی مرتعش را مشاهده خواهیم کرد. ( این ریسمان بسیار کوچک است، به اندازه طول پلانک برابر با ۳۳- ^۱۰ سانتی متر، میلیاردها بار کوچکتر از یک پروتون، بنابراین توان ذرات زیراتمی بصورت نقطه ای دیده می شوند. ) اگر بخواهیم این ریسمان را به ارتعاش در آوریم، صدای تغییر خواهد کرد؛ مثلا الکترون ممکن است به یک نوترینو تبدیل شود. و اگر دوباره آن را به ارتعاش در آوریم، ممکن است به یک کوارک تبدیل می شود. در حقیقت اگر ریسمان را با شدت های مختلف به لرزه در آوریم، می توانیم آن را به هر کدام از ذرات زیر اتمی شناخته شده تبدیل کینم. به این ترتیب نظریه ریسمان ها می تواند به راحتی این موضوع را توضیح دهد که چرا تعداد ذرات زیر اتمی تا به این حد زیاد است.

آنها چیزی نیستند جز نت های متفاوتی که می توان بر روی ابر ریسمان نواخت. در حقیقت تمام زیر ذرات موجود در جهان را می توان بصورت ارتعاشات یک ریسمان نشان داد که « هارمونی » های ریسمان همان قوانین فیزیک هستند.

ریسمان ها را می توان از طریق شکافتن و دوباره پیوند خوردن با یکدیگر برهم کنش داشته باشند. این ها همان برهم کنش هایی هستند که بین الکترون ها و پروتون ها در اتم شاهد آن هستیم. به این ترتیب، با کمک نظریه ریسمان ها می توانیم تمام قوانین فیزیک هسته ای و اتمی را ایجاد کنیم. « آهنگ » هایی را که می توان برای ریسمان ها نوشت، به قوانین شیمی مربوط می شوند. اکنون می توان جهان را به شکل سمفونی عظیمی از ریسمان ها تعبیر کرد. نظریه ریسمان ها، علاوه بر اینکه ذرات نظریه کوانتوم را بصورت نت های موسیقی جهان معرفی می کند، قادر است نظریه نسبیت اینشتین را نیز توضیح دهد. پایین ترین ارتعاش ریسمان، یعنی ذره اسپین- ۲ با جرم صفر، را می توان بصورت گراویتون ( کوانتوم گرانش ) تفسیر کرد. اگر برهم کنش این گراویتون ها را محاسبه کنیم، می توانیم به دقت نظریه قدیمی گرانش اینشتین را به شکل کوانتومی آن، بدست آوریم.

وقتی ریسمانی حرکت می کند، یا پاره می شد، یا مجددا ترمیم می شود، محدودیت های زیادی را روی فضا- زمان اعمال می کند. با تحلیل و بررسی مجدد این محدودیت ها، دوباره به نظریه قدیمی نسبیت عام اینشتین خواهیم رسید. بنابراین نظریه ریسمان ها به سادگی نظریه اینشتین را، بدون نیاز به هیچ کار اضافی، توضیح می دهد. ادروار ویتن گفته است که حتی اگر اینشتین هم نسبیت را کشف نکرده بود، نسبیت می توانست بعنوان محصول ثانویه نظریه ریسمان ها کشف شود.

زیبایی نظریه ریسمان آن است که می توان آن را به موسیقی تشبیه کرد. موسیقی، استعاره ای است که از طریق آن طبیعت جهان را می فهمیم، هم در سطوح زیر اتمی و هم در سطوح کیهانی. اینشتین عقیده داشت که تحقیقات او در مورد نظریه میدان یکپارچه، سرانجام به او این امکان را می دهد که « ذهن خدا را بخواند.» اگر نظریه ریسمان درست باشد، می بینیم که ذهن خدا بیانگر موسیقی کیهانی است که در فرا فضای ده بعدی طنین انداخته است.

 

bigbangpage.com

جهانی برخاسته از هیچ!

 

ممکن است درنگاه اول با نظریه جهان های چندگانه مخالفت کنیم، زیرا به نظر می رسد این نظریه قوانین شناخته شده ای مثل قانون بقای ماده و انرژی را به هم می ریزد. در واقع، مجموع کل ماده به علاوه انرژی در جهان احتمالا خیلی کوچک است. درست است که مقدار ماده موجود در جهان شامل تمام ستارگان، سیارات و کهکشان ها مقداری مثبت و بزرگ است، بااین حال انرژی ذخیره شده در گرانش، ممکن است منفی باشد. اگر انرژی مثبت ماده را با انرژی منفی گرانش جمع کنیم، نتیجه عددی نزدیک به صفر خواهد بود!

از بعضی جهات می توان گفت چنین جهان هایی آزاد هستند. آنها می توانند از درون خلاء تقریبا بدون هیچ تلاشی، بیرون بجهند.(اگر کیهان بسته باشد، مقدار انرژی کل آن باید دقیقا برابر صفر باشد.) (برای درک بهتر این موضوع، الاغی را در نظر بگیرید که به چاله بزرگی افتاده است. باید به الاغ انرژی کمکی بدهیم تا از چاله بیرون بیاید. فرض کنیم وقتی الاغ بیرون از چاله روی زمین ایستاده، انرژی صفر داشته باشد.بنابراین به دلیل اینکه مجبور شدیم به الاغ انرژی کمکی بدهم تا اورا به حالت انرژی صفر برسانیم، می توان گفت الاغ در چاله دارای مقدار معینی انرژی منفی است. همین طور برای خارج کردن سیاره ای از درون یک منظومه سیاره ای، مجبوریم به آن انرژی بدهیم. وقتی سیاره در فضای آزاد خارج از منظومه قرار دارد ،انرژی صفر خواهد داشت.چون مجبور شدیم به سیاره انرژی بدهیم تا آن را از درون یک سیستم خورشیدی بیرون بیاوریم تا به انرژی صفر دست یابد، بنابراین سیاره هنگام حضور در سیستم خورشیدی دارای انرژی منفی بوده است.)

در حقیقت، برای ایجاد جهانی شبیه آنچه که ما درون آن هستیم، ممکن است به مقدار واقعا کمی ماده ،شاید به اندازه چند گرم نیاز داشته باشیم. ان طور که گوث می گوید،(جهان شاید یه نهار مجانی باشد) ایده ایجاد جهان از هیچ اولین بار ۱۹۷۳ طی مقاله ای در مجله نیچر توسط ادوارد ترایون، از کالج هانتر دانشگاه سیتی شهر نیویورک مطرح شد. او تصور که جهان چیزی است که به دلیل یک تحول کوانتومی در خلاء (هرچندوقت یکبار رخ می دهد.) اگرچه مقدار ماده خالص لازم برای ایجاد یک جهان ممکن است نزدیک صفر باشد، این ماده باید تا حد چگالی های غیرقابل تصور، فشرده شود.

همانند افسانه پن کو، این مثالی است از کیهان شناسی وجود از عدم. اگرچه نظریه جهان برخاسته از هیچ را نمی توان با روش های مرسوم ثابت کرد، اما این نظریه در پاسخ به بسیاری از سوالات کاربردی در مورد جهان کمک می کند. به عنوان مثال: چرا جهان فرفره وار به دور خود نمی چرخد؟ تمام چیزهایی که در اطراف خود می بینیم در حال چرخش اند، از توفان ها، سیارات وکهکشانها گرفته تا اختروش ها. به نظر می رسد این ویژگی عمومی ماده در جهان باشد. اما چرا خود جهان نمی چرخد؟ وقتی در آسمان به کهکشان ها نگاه می کنیم، مجموع چرخش آنها صفر است.(این واقعا خوش شانسی ما است، زیرا همان طور که خواهیم دید اگر جهان می چرخید سفر در زمان عادی شده و بنابراین نوشتن تاریخ غیرممکن بود.) دلیل اینکه چرا جهان ما نمی چرخد، می تواند این باشد که جهان ما از هیچ به وجود آمده است. از آنجا که خلاء نمی چرخید، انتظار نداریم که هیچ چرخش خالصی در جهان ما به وجود آید. در حقیقت تمام جهان های حبابی درون جهان های چندگانه، چرخش خالص برابر صفر دارند.

578339_360977780663808_1939023641_n

چرا بارهای الکتریکی مثبت و منفی دقیقا باهم برابرند و یکدیگر را خنثی می کنند؟ به طور معمول زمانی که به نیروهای کیهانی حاکم برجهان می اندیشیم، بیشتر به گرانش فکر می کنیم تا نیروی الکترومغناطیس؛ حتی اگر نیروی گرانش در مقایسه با نیروی الکترومغناطیس بسیار کوچک باشد. دلیل این امر تعادل کامل و دقیق بین بارهای مثبت و منفی است . درنتیجه به نظر می آید بارهای الکتریکی خالص جهان صفر بوده و این گرانش است که جهان را احاطه کرده و نه نیروی الکترومغناطیسی.

اگرچه این مسئله بدیهی به نظر می رسد، اما در اصل خنثی سازی بارهای مثبت ومنفی کاملا جالب توجه است و از نظر آزمایشگاهی با دقت ۱ در ۱۰۲۱ مورد آزمایش واقع شده است.(البته واضح است که عدم تعادل بین بارهای الکتریکی به طور محلی وجود دارد و به همین دلیل است که رعد و برق به وجود می آید. اما تعداد کلی بارها، حتی برای توفان های رعد آسا برابر با صفر است) اگر درون بدن شما، تنها ۰٫۰۰۰۰۱ درصد تفاوت در بارهای خالص الکتریکی مثبت و منفی وجود داشته باشد، فوری از هم پاشیده می شوید و اجزای بدن شما، به وسیله نیروی الکتریکی به خارج پرتاب می شوند.

جواب این معمای قدیمی ممکن است این باشد که جهان از هیچ درست شده است.از آنجا که مقدار چرخش و بار خالص خلاء برابر صفر است، هر جهان کودکی که از هیچ بیرون می جهد نیز باید چرخش و بار الکتریکی خالصی برابر صفر داشته باشد. استثنای آشکاری برای این قانون وجود دارد: جهان بیشتر از ماده تشکیل شده است تا ضدماده. از آنجا که ماده و ضدماده مخالف هم هستند(با بار الکتریکی مخالف) ممکن است تصور کنیم که انفجار بزرگ مقادیر برابری ماده و ضدماده ایجاد کرده باشد. مشکل این است که ماده و ضدماده در برخورد باهم یکدیگر را ازبین می برند و انفجاری از پرتوهای گاما ایجاد می کنند. بنابراین ما نمی بایست وجود داشته باشیم.

در این صورت، جهان به جای اینکه از ماده معمولی پر شده باشد، باید مجموعه تصادفی از پرتوهای گاما باشد. اگر انفجار بزرگ کاملا متقارن بود( یا از هیچ برمی خواست) آنگاه ما باید انتظار شکل گیری مقادیر یکسانی ماده و ضدماده را داشته باشیم. پس چرا ما وجود داریم؟ پاسخی که به وسیله فیزیکدان روسی، آندره ساخاروف ارائه شد این است که انفجار بزرگ اولیه، به هیچ وجح کاملا متقارن نبوده است. درست در لحظه پیدایش، مقدار کمی شکست تقارن بین ماده و ضدماده وجود داشته که باعث شده ماده بر ضدماده غلبه کند ودر نتیجه جهان اطراف به وجود آید.(تقارنی که در انفجار بزرگ شکسته شده، تقارن “سی پی “نامیده می شود؛ تقارنی که بر اساس آن، بار و زوجیت ماده و ضدماده جابه جا می شود.) اگر جهان از هیچ به وجود آمده باشد آنوقت شاید بتوان گفت خلاء کاملا خالی نیست، بلکه مقدار بسیار کمی شکست تقارن وجود دارد که باعث غلبه ماده بر ضد ماده شده است.منشاء این شکست تقارن هنوز مشخص نیست.

میچیو کاکو – جهان های موازی

 

http://bigbangpage.com/?p=4268

 

آیا جهان ما یکی از میلیاردها جهان دیگر است؟

 

ab3abef3_e435_47a8_942d_73d2bc

دانشمندان دانشگاههای کارولینالی شمالی و کارنگی ملون موفق به شناسایی اولین گواه قطعی از وجود جهانهای دیگر شدند. کیهان‌شناسان با بررسی نقشه‌ای از جهان از داده‌های فضاپیمای پلانک نتیجه گرفته‌اند که این نقشه نشانگر ناهنجاری‌هایی است که تنها می‌توانند توسط کشش گرانشی جهانهای دیگر ایجاد شده باشند.

این نقشه نشان‌دهنده تابش‌های بیگ بنگ در ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش موسوم به تابش زمینه کیهانی است که هنوز در جهان قابل مشاهده است. دانشمندان پیش‌بینی کرده بودند که این تابش باید بطور مساوی توزیع شده باشد؛ اما این نقشه تمرکز بیشتری از آن را در نیمه جنوبی آسمان و یک نقطه سرد را نشان داد که با درک کنونی از فیزیک قابل توضیح نیست.

Mersinialtsmall

لائورا مرسینی هیوتون، فیزیکدان نظری دانشگاه کارولینای شمالی و ریچارد هولمان، استاد دانشگاه کارنگی ملون در سال ۲۰۰۵ پیش‌بینی کردند که ناهنجاریها در تابش وجود داشته و در اثر کشش از سوی جهانهای دیگر ایجاد شده‌اند. اکنون که مرسینی هیوتون داده‌های پلانک را برسی کرده، بر این باور است که فرضیه وی درست بوده است.

یافته‌های وی نشان می‌دهد که تعداد نامحدودی از جهانهای دیگر در خارج از جهان ما وجود دارد. اگرچه برخی دانشمندان در مورد نظریه جهانهای دیگر تردید دارند، این یافته‌ها می‌تواند گامی رو به جلو در جهت تغییر دیدگاه فیزیک باشد.

بیگ بنگ: بر اساس محاسبات لائورا مرسینی عالم نمی بایست وجود داشته باشد، بر طبق احتمالات لورا شانس برای شروع کائنات با بیگ بنگ برابر است با یک و ۱۲۳ صفر در مقابلش بعبارتی تقریبا صفر است. اما “لورا” ایده ای دارد که بیگ بنگ را به عنوان راهی برای یک شرط بندی مطمئن ارائه میکند و آن بر طبق “نظریه ریسمان” است. این دیدگاه وی نشان دهنده این واقعیت است که در کنار سه بُعد رایج فضا ،هفت بُعد پنهان دیگر وجود دارد و بسیار تنگاتنگ در هم تنیده شده اند که نمی توانیم آنها را ببینم. نظریه پردازان ریسمانها با تنها یک جهان سه بعدی کار را تمام نمیکنند بلکه با بسیار بسیار جهان سه بعدی ممکن سر و کار دارند. در واقع ، نظریه پردازان ریسمانها دریافته اند که ده به توان ۵۰۰ روش ممکن برای چیدمان این ابعاد وجود دارد و آن یک است با ۵۰۰ صفر در مقابلش رقمی به دفعات بزرگتر نسبت به احتمال بیگ بنگ. و این تنها راهی است که ما میتوانیم در مورد منشاء کائنات بپرسیم ( جهان های موازی) یا “multiverse” است. اگر جهان در این حادثه به وجود آمده باشد باید حاوی بیگ بنگ های بسیار و جهان های بسیاری باشد و محتمل تر است.

در آن جهان مکانی نیست که بتوانبم برویم، چیدمان ابعاد آن هم کاملاً متفاوت از جهان ما خواهد بود، اما یک راه وجود دارد که بتوانیم حضور آن را حس کنیم اگر دو جهان به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک شوند جاذبه گرانشی شان هر چیزی را با جرمشان به سمت لبه های مربوطه خود میکشاند و به همین دلیل است که ما نقطه سرد را می بینیم و به همین دلیل است که “انرژی تاریک” کهکشان های را به سمت خود می کشاند و به حرکت در می آورد در واقع این جهانی دیگر است که بر روی جهان ما فشار وارد میکند و به سوی خودش می کشد.

ایسنا/ بیگ بنگ
Read More : http://www.sott.net/article/261995-Is-our-universe-merely-one-of-billions

http://bigbangpage.com

 

 

سخن بزرگان – کارل ساگان

 

 

اگر كيهان بسته باشد، احتمالي عجيب، فراموش‌نشدني و مهيجي پيش مي‌آيد.
امكان يكي از بديع‌ترين حدس‌ها در علم يا مذهب.
البته اين مسئله به طور كامل ديده نشده و شايد هم هرگز ثابت نشود، اما باز تكان‌دهنده است.
اينكه كل عالم ما تا دوردست‌ترين كهكشان‌ها چيزي بيش از يك الكترون بسته نيست.
الكتروني كه در دوردست‌هاي يك عالم بزرگ‌تر كه ما نمي‌توانيم هرگز آن را ببينيم، قرار گرفته است و خود آن عالم نيز فقط يك ذره‌ي اوليه است، در عالمي بزرگ‌تر و همين‌طور ادامه دارد تا ابد.
همچنين تك‌تك الكترون‌هاي عالم ما ادعا مي‌شود كه خود يك كيهان كوچك هستند كه داراي كهكشان‌ها، ستاره‌ها، حيات و الكترون‌هايي نيز مي‌باشند.
هر يك از آن الكترون‌ها نيز، حاوي عالمي كوچك‌تر است و همين‌طور به عقب مي‌رود تا بي‌نهايت.
تمامي نسل‌هاي بشري در مورد آغاز پيدايش و سرانجام گيتي سوالاتي پرسيدند.
ما اولين نسلي هستيم كه شانس واقعي براي يافتن پاسخ برخي از آن سوالات را به دست آورده‌ايم.
يك روز دير يا زود ما رهسپار لبه‌ي ابديت خواهيم شد.

كارل ساگان، مستند Cosmos، قسمت لبه‌ي ابديت (The Edge Of Forever)