ادامه مطلب
فیزیک:اندیشه . تجربه اندکی تفکر در علم فیزیک
|
|||||||||||||||||||||||||||||
آمار وب سایت:
|
هزاران سال است که اخبار و اطلاعاتي درباره جهان هاي ديگري جز آنچه در اطرافمان مي بينيم، در اختيار بشر قرار گرفته است. اين اطلاعات که گاه در حد يک خبر کوتاه و گاه به پيشرفتگي توصيفي دقيق از آنها و ساکنانشان يا چگونگي دسترسي به آنها و کاربردها و امکانات اين دسترسي بوده اند، تا مدتي پيش تماماً در حيطه دانش باطني قرار مي گرفتند و علوم تجربي ظاهري را ياراي اظهار نظر کردن در اين باره نبود. اما با نگاهي به اطراف مي توان ديد که پيشرفت هاي علوم ظاهري اکنون چنان شتاب برق آسايي گرفته اند که گويي سفينه دانش بشري در آستانه پرواز قرار دارد. تا ديروز مفاهيمي چون کرويت زمين، ميدان هاي مغناطيسي (کهربا)، کند شدن زمان در سرعت هاي بالا، سياهچاله ها و... استناد علمي نداشتند، اما امروزه اين مفاهيم کاملاً علمي و اثبات شده به شمار مي روند. به نظر مي رسد در آينده اي نه چندان دور، مفهوم جهان هاي موازي و چگونگي برقرار کردن ارتباط با آنها نيز موضوعي کاملاً علمي باشد. در اين مقاله سعي داريم دستاوردهاي جديد علوم ظاهري درباره جهان هاي ديگر و به ويژه جهان هاي موازي جهان خودمان را مروري کنيم.
انسان هاي حقيقت جو در طول تاريخ، مجنون وار به دنبال کشف جلوه هاي حقيقت بوده اند و در اين ميان دغدغه اصلي محققان و دانشمندان علم فيزيک، يکپارچه سازي و وحدت بخشيدن به ايده ها و مفاهيم به ظاهر مختلفي از دانش بشري بود که از کوچک ترين اجزاي زيراتمي تا بزرگ ترين کهکشان هاي عالم را دربرمي گرفتند. دانشمندان به دنبال اين منظور در تلاش براي پر کردن شکاف هاي ديوار دانش بوده اند و اکنون نيز به آن ادامه مي دهند. اکنون به نظر مي رسد پر کردن اين شکاف ها بدون قبول وجود جهان هاي ديگر به صورت علمي ناممکن باشد. براي بررسي اين موضوع بد نيست از گذشته اي نه چندان دور آغاز کنيم.
تاريخچه
تنها چند قرن پيش يعني در عصر دانشمنداني چون کپلر، گاليله، کپرنيک و نيوتن انسان تصور مي کرد که جهان مانند چرخ دنده اي بزرگ است که سيارات را به چرخيدن به دور خورشيد مجبور مي کند. در آن دوران گرچه گذر زمان به وسيله ساعت قابل اندازه گيري بود اما خود زمان مفهومي ابدي و ازلي داشت که تجزيه و تحليل آن چيزي غيرممکن تلقي مي شد. مکان يا فضا نيز در همه جهت ها بي انتها بود و انديشيدن درباره آن به ديوانگان و شعرا اختصاص داشت. چنين ديدگاهي همچنان ادامه داشت تا اين که در قرن بيستم ميلادي، نظريه هاي نسبيت اينشتين انقلاب جديدي در تفکر علمي به پا کرد و برخي شکاف هاي علم را پوشاند. ديگر زمان و مکان به رازآلودگي قبل نبودند بلکه آنها به يکديگر متصل شدند و مفهوم جديدي به نام «فضا - زمان» را تشکيل دادند. ماده نيز چيزي بود که در داخل همين فضا - زمان به وجود آمده بود. سرعت نور هرچند بسيار زياد بود اما به صورت مقداري مشخص و کمتر از بي نهايت تعيين شد. بدين ترتيب فرض جاوداني بودن جهان تغيير کرد تا امکان طرح اين سوال به وجود آيد که به راستي در آغازين لحظات آفرينش جهان که به نام «انفجار بزرگ» يا «مهبانگ» معروف است چه اتفاقي رخ داد؟ يعني همان زماني که اندازه کل جهان از نقطه پايين اين علامت تعجب هم کوچک تر بود، در پاسخ به اين پرسش تئوري ها و مدل هايي براي جهان ارائه شدند که به تئوري هاي کيهان شناختي معروفند. از سويي ديگر با کشف نظريه فيزيک کوانتومي (علمي که به رفتارهاي اتمي و زيراتمي مي پردازد) شکاف هاي بيشتري در علم پوشيده شد. بر اساس اين نظريه رفتار ماده با توجه به نحوه مشاهده اش تغيير مي کند. به عبارتي ديگر عمل مشاهده کردن يک مشاهده گر نقش موثري در رفتارهاي جهان اتمي بازي مي کند. بدين ترتيب يکي از مسائل مهم فيزيکدانان امروز به هم رساندن فاصله بين فيزيک کوانتوم و نسبيت است و از نظريه هايي که براي کمک به اين مقصود مي توان اميد زيادي بر آنها داشت، نظريه هايي هستند که وجود يک چندجهاني متشکل از جهان ما و جهان هاي ديگر را مفروض مي دارند.
ساده ترين نوع جهان هاي ديگر
وجود جهان هاي ديگر، جهان هاي موازي و به طور کلي وجود يک چندجهاني (که جهان ما نيز عضوي از اعضاي آن است) توسط تعدادي از تئوري هاي فيزيکي درباره توصيف جهان، به طور غيرمستقيم و ضمني تاييد مي شود. به عنوان مثال يکي از ساده ترين اين تئوري ها از نتايج اندازه گيري هاي پرتوي زمينه کيهان(يعني همان پژواکي که از مهبانگ باقي مانده است) استنتاج شده است. از آنجايي که پس از تئوري نسبيت اينشتين، مدل هايي براي تشريح فرم فضا - زمان ما و نيز نحوه توزيع جرم در آن مطرح شد، اين اندازه گيري ها مي توانستند درستي آنها را تاييد يا رد کنند. مثلاً در کنار مدل فضا - مکان بيکران، مدل هاي فضا - مکان انحنادار مثل کروي يا هزلولوي و در کنار مدل توزيع يکنواخت ماده در جهان، مدل هاي توزيع فرکتالي يا تجمع ماده در اطراف ما و تهي بودن بقيه جهان مي توانستند امکان پذير باشند. اما نتايج اندازه گيري هاي پرتوي زمينه کيهاني بيشترين انطباق را با فرض جهان نامحدود و توزيع يکنواخت ماده در مقياس بزرگ داشت. يعني جهان ما (با بيشترين احتمال رياضياتي) فضايي بيکران است که سرتاسر آن را ستار گان و کهکشان ها پر کرده است. چنين جهاني بسيار بزرگتر از آن چيزي است که ما مي توانيم به وسيله تلسکوپ ها ببينيم چرا که ما تنها قسمتي از جهان را مي بينيم که نور آن از زمان وقوع مهبانگ يعني حدود چهارده ميليارد سال قبل تاکنون فرصت رسيدن به زمين را داشته است يعني کره اي به شعاع 1026+4 متر، هنگامي که اين مدل فضاي بيکران با توزيع يکنواخت ماده در آن با نظريه کوانتوم (که بر اساس آن جهان گسسته است و مي توان آن را به وسيله مقداري متناهي از اطلاعات مشخص کرد) ترکيب مي شود، مي توان چنين نتيجه گرفت که وجود دنيايي کاملاً شبيه به دنياي ما در نقطه اي ديگر از جهان بيکران امکان پذير است. به عنوان مثال اگر مي توانستيم تا فاصله 10 به توان 1091 متري ( يعني يک عدد يک و به تعداد 1091 نقطه (يا صفر) در سمت راست آن) اطرافمان را جست وجو کنيم، انتظار داشتيم دنيايي دقيقاً مشابه آنچه تا فاصله 100 سال نوري از زمين وجود دارد، پيدا کنيم. در هنگام کشف آن دنيا وقتي پيچ تلسکوپ را کمي بيشتر تنظيم مي کرديم کسي را با قيافه اي کاملاً آشنا مي ديديم که او هم با تلسکوپ خود در پي يافتن دنياي ماست، چنين فرضيه اي مشابه آن است که بگوييم اگر خروجي هاي کامپيوتري را (که براي توليد پيوسته حروف الفبا به صورت تصادفي برنامه ريزي کرده ايم) جست وجو کنيم، احتمالاً پس از چند قرن يا چند هزاره مي توانيم انتظار داشته باشيم که نسخه اي از ديوان حافظ را نيز توليد کرده باشيم. البته اين نوع استنتاج ساده انگارانه که بيشتر به يک شوخي شبيه است را مي توان تنها به عنوان مقدمه اي براي ورود به مباحث جدي تر فيزيکي در نظر گرفت.
جهان هاي کوانتومي
تئوري هايي که تاکنون به آنها پرداختيم هرچند بسيار جالب بودند و مي توانند ديد ما را نسبت به آنچه در اطراف مان مي گذرد تغيير دهند اما هنوز مفهوم چندان قابل توجهي درباره جهان هاي موازي ما و رابطه آنها با «من» و سرنوشت من ارائه نمي کنند. اکنون قصد داريم از طريق فيزيک کوانتوم به جهان هاي موازي سفر کنيم که نه در ميلياردها سال نوري آن طرف تر، بلکه در فاصله اي بسيار اندک از دنياي ما قرار دارند. به ويژه اين که در اين سفر هم «اکنون» داراي معنايي عميق تر است و هم «قصد» ما. بر مبناي مکانيک کوانتومي، حالت جهان را تابعي رياضي به نام «تابع موج» تعيين مي کند که شکل کاملاً معيني دارد و در فضايي به نام فضاي «هيلبرت» به دور خود مي چرخد و با گذشت زمان تکامل مي يابد. اما هنگامي که اين تابع معين در معرض مشاهده يا اندازه گيري قرار مي گيرد، از حالت معين خارج مي شود و وضعيتي تصادفي به خود مي گيرد، گويي تابع موج به صورت حالتي که مشاهده شده درمي آيد. به عبارتي عمل مشاهده کردن موجب تغيير در آن مي شود. بر اساس يکي از تعابير درباره اين موضوع، در جايي که چندين احتمال ماندني وجود داشته باشد، جهان به هنگام هر مشاهده به چندين نسخه (هر نسخه متناظر با يکي از احتمالات) منشعب مي شود. در حالي که موجودات هر جهان بدون هيچ اطلاعي از جهان هاي ديگر به زندگي خود ادامه مي دهند. به عنوان مثال هنگامي که تاسي انداخته مي شود، جهان به شش جهان موازي منشعب مي شود و هر روي تاس در يکي از جهان ها فرود مي آيد. در اينجا دو نگرش مطرح است؛ اول نگرش فيزيکداني است که در حال بررسي معادلات است و دوم نگرش مشاهده گري که در جهان زندگي مي کند. در نگرش اول که در واقع نگرشي از بالا به جهان است، جهان پديده اي معمولي است که به وسيله تابع موج تعريف مي شود و به آرامي تکامل مي يابد و هيچ انشعابي ندارد. اما در نگرش دوم، مشاهده گر تنها بخشي از جهان را مي بيند و فرآيندي موسوم به جداسازي اجازه ديدن نسخه موازي اش را به او نمي دهد. به عبارتي ديگر هر زمان که مشاهده گر مورد سوال قرار مي گيرد، تصميمي آني مي گيرد يا پاسخي مي دهد، اثرات کوانتومي در مغز او موجب مي شوند که اين فرآيند جداسازي اتفاق افتد. از ديدگاه اول شخص در اين هنگام به چندين نسخه تکثير مي شود. اما خود اين نسخه ها از وجود کپي ديگرشان بي اطلاع اند و از ديدگاه آنها تنها يک اتفاق کم اهميت تصادفي يا احتمالي معين رخ داده است.
بر اساس اين نظريه مي توان درستي جملات غيرواقعي را نيز بهتر تحليل کرد. مثلاً اين جمله را در نظر بگيريد؛ «اگر پدر و مادرم با هم ازدواج نمي کردند من الان اينجا نبودم.» گويي در جهاني موازي آنها با هم ازدواج نکردند و نسخه اي از من هم در آن جهان وجود ندارد، البته لازم به توضيح است که اين نتيجه گيري زماني درست است که کلمات را به صورت ساده و مرسوم به کار مي بريم. اما اگر دقيق تر به اين نتيجه گيري نگاه کنيم متوجه مي شويم که قطعاً اشتباه است چرا که مسلماً «من» قابل نسخه برداري و تکثيرشدن نيستم (يا نيست). بلکه منظور از من در اين نتيجه گيري همان شخصي است که در اين جهاني که «من» انتخابش کرده ام با مشخصاتي از جمله نام من شناخته مي شود. او متناظر با شخص خاصي در پارسال بوده اما متناظر با او در سال هاي آينده دسته اي از اشخاص هستند که به هر حال يکي از آنها را انتخاب خواهم کرد و اين انتخاب من هيچ اثري بر تابع موج يا کسي که از بالا به جهان ما مي نگرد، نخواهد داشت. چرا که تمام اين نسخه ها از قبل در داخل تابع موج وجود دارند و خلق شده اند...
ادامه مطلب تفسیر دنیاهای چندگانه
تفسیر دنیاهای چندگانه یکی از تفسیرهای مکانیک کوانتومی است.
این تفسیر را به این نامها نیز میخوانند: فرمولبندی حالت نسبی، نظریهٔ تابع موج جهانی و دنیاهای موازی.
تفسیر دنیاهای چندگانه، فروکاهی تابع موج را نمیپذیرد و این فروکاهیِ ظاهری را با سازوکار واهمدوسی کوانتومی توضیح میدهد. برخی میگویند که با این تفسیر همه پارادکسهای مکانیک کوانتومی، از جمله پارادکس EPR حل میشوند، زیرا هرکدام از نتیجههای ممکن برای یک رویداد در «جهان جداگانهای» رخ میدهد. به زبان دیگر، شمار بسیار زیادی و شاید بینهایت جهان وجود دارد و هرآنچه میتوانست در دنیای ما رخ دهد و رخ نداده است در جهان های دیگری رخ داده است.
طرفداران این تفسیر میگویند که تفسیر دنیاهای چندگانه پاسخی به این پرسش است که «چگونه میتوان با معادلههای تعینگرایانه مکانیک کوانتومی، پدیدههای تصادفی مانند واپاشی تصادفی اتمهای پرتوزا را توضیح داد؟» پیش از آن، رویدادها به شکل جهانخطهای تکی دیده میشدند. ولی تفسیر دنیاهای چندگانه رویدادها را به شکل درختهایی از جهانخط ها که شاخهشاخه شدهاند میبیند.
فرمولبندی حالتهای نسبی را هیوْ اِوِرِت در سال ۱۹۵۷ بارآورد. در دهههای ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ برایس دویت این فرمولبندی را به نام دنیاهای چندگانه خواند و آن را همهگیر کرد. رهیافت واهمدوسی به تفسیر مکانیک کوانتومی پس از آن توسعه داده شد و دستهای از تفسیرها را به وجود آورد. این تفسیر هماکنون همراه با تفسیر کپنهاکی و دیگر تفسیرهای واهمدوسانه یکی از مهمترین تعبیرهای مکانیک کوانتومی است.
نمایشی از چندپارهشدن دنیاها پس از سهبار اندازهگیری اسپین یک الکترون.
به زبان هیو اورت، دستگاه اندازهگیری «د» و سیستم کوانتومی «س» یک سیستم ترکیبشده را میسازند. پیش از اندازهگیری، هرکدام در حالتهای خوشتعریف و البته وابسته به زمان قرار دارند. اندازهگیری به این معنی است که بگذاریم س و د با هم برهمکنش کنند. پس از این که س و د برهمکنش داشتند، دیگر نمیتوان آنها را با حالتهای مستقلی توصیف کرد. به گفتهٔ اِوِرِت، تنها توصیف بامعنی از این وضعیت به کمک حالتهای نسبی است: مثلاً حالت نسبی س اگر حالت د را بدانیم، یا حالت نسبی د وقتی حالت س را بدانیم.
به زبان د ویت، حالت س پس از رشتهای از اندازهگیریها با برهمنهی حالتهای کوانتومیای به دست میآید که هرکدام نماینده تاریخچه متفاوتی از اندازهگیریها روی س هستند.
آزمایش دوشکاف
در مکانیک کوانتومی، آزمایش دوشکاف آزمایشی است که نشان میدهد ماهیت ذرهای و موجی نور و دیگر ذرات کوانتومی از هم جداییناپذیرند. در این آزمایش یک باریکهٔهمدوس نور را به صفحهای که دو شکاف باریک رویش دارد میتابانیم، و نور پس از گذشتن از صفحه روی پردهای که در پشت است میافتد. ماهیت موجی نور باعث میشود که نورهایی که از دو شکاف میگذرند با هم تداخل کنند و یک الگوی تداخلی (نوارهای تاریک و روشن) بسازند. ولی اگر روی پرده نور را با آشکارساز بسنجیم، میبینیم که نور همیشه به شکل ذره (فوتون) جذب میشود.
اگر نور در مسیر خود از چشمه تا پرده تنها ویژگی ذرهای خود را نشان میداد، تعداد فوتونهایی که به هر نقطه از پرده میرسیدند، جمع تعداد فوتونهایی بود که از شکاف سمت چپ و از شکاف سمت راست آمدهاند. به زبان دیگر، شدت نور در هر جای پرده حاصلجمع شدت وقتی است که شکاف سمت چپ را پوشانده باشیم و وقتی که شکاف سمت راست را پوشانده باشیم. ولی آزمایش نشان میدهد که اگر هر دو شکاف را باز بگذاریم، شدت نور در بعضی جاها بیشتر و در بعضی جاها کمتر از انتظار ما خواهد بود. این پدیده نمایانگر تداخل سازنده و ویرانگر امواج نور است، و با ماهیت جمعشدنی ذرات نور قابل توضیح نیست.
هر طور که آزمایش را تغییر دهیم که بخواهیم ببینیم که نور از کدام شکاف گذشته است، طرح تداخلی از بین میرود و نتیجه ذرهای به دست میآید. این پدیده نشاندهنده اصل مکملیت است، که میگوید نور میتواند هم ویژگی ذرهای و هم موجی از خود نشان دهد، ولی نمیتوان همزمان ماهیت ذرهای و موجی را در یک پدیده دید. آزمایش دوشکاف را میتوان با ابزار آزمایش متفاوت با ذرات مادی مانند الکترون هم انجام داد. با این ذرات هم نتیجه آزمایش مانند پیش خواهد بود که نشان میدهد ذرات مادی هم دوگانگی موج-ذره از خود نشان میدهند.
در مکانیک کوانتومی، آزمایش اشترن-گرلاخ که به نام اتو اشترن و والتر گرلاخ نامیده شده است، آزمایش مهمی است که انحراف ذرات را در میدان مغناطیسی نشان میدهد. این آزمایش به خوبی اصول پایهای مکانیک کوانتومی را نشان میدهد. این آزمایش نشان میدهد که الکترونها ذاتاً ویژگیهای کوانتومی دارند، و این که چه طور اندازهگیری در مکانیک کوانتومی روی چیزی که اندازهاش میگیریم تأثیر میگذارد. پایههای نظری و شرح آزمایش
اتو اشترن و والتر گرلاخ سال ۱۹۲۲ در دانشگاه فرانکفورت آزمایشی ابداع کردند تا ببینند که آیا ذرات تکانه زاویهای ذاتی دارند یا نه. در یک سیستم کلاسیکی مانند زمین که به دور خورشید میگردد، زمین دارای تکانه زاویهای است که هم به خاطر چرخش زمین به دور خورشید و هم به خاطر چرخش زمین به دور محور خود است. اگر الکترون مانند یک دوقطبی کلاسیک باشد که به دور محور خود میچرخد، در یک میدان مغناطیسی به خاطر گشتاور ناشی از میدان به دور راستای میدان میچرخد.
اجزای اصلی یک آزمایش اشترن-گرلاخ.
اگر ذره در یک میدان مغناطیسی یکنواخت باشد، نیروی وارد بر دو سوی دوقطبی یکدیگر را خنثی میکنند و مسیر ذره راست میماند. برای پرهیز از نیروی لورنتس که به ذرات باردار درحالحرکت وارد میشود، میتوانیم آزمایش را به جای الکترونهای باردار با اتمهای خنثای نقره که یک الکترون در لایه بیرونی دارند انجام دهیم. هر چند که اگر ذره باردار باشد، با اِعمال یک میدان الکتریکی در جهت مناسب بهسادگی میتوان اثر نیروی لورنتس را از بین برد. از آنجا که آزمایش اشترن-گرلاخ تنها تکانه زاویهای را میسنجد، بار ذرات نقشی در نتیجه آزمایش ندارد.
اما اگر ذره در یک میدان مغناطیسی نایکنواخت باشد، نیروی وارد بر یک سوی دوقطبی کمی بیشتر از سوی دیگر است و نیروی خالصی به آن وارد میشود. این نیرو ذره را در یک جهت منحرف میکند. جهت انحراف را معمولاً در راستای محور "z" میگیرند.
اگر ذرههای آزمایش، ذرات چرخان کلاسیک باشند، سوی بردار تکانه زاویهای آنها تصادفی خواهد بود. از همین رو، هر ذره مقدار متفاوتی به سمت بالا یا پایین منحرف خواهد شد. در این صورت، باریکه ورودی ذرهها روی پرده نوار یکنواختی تشکیل میدهد. ولی در آزمایش دیده میشود که ذرهها تنها به سمت بالا یا پایین و آن هم به مقدار مشخصی منحرف میشوند. این نتیجه نشان میدهد که تکانه زاویهایِ اسپینی گسسته است، و فقط مقدارهای مشخصی به خود میگیرد. طیف پیوستهای از تکانه زاویهای وجود ندارد.
برای توصیف ریاضی ذرهها که اسپین دارند، بهترین راه بهکاربردن نمادگذاری برا-کت است. وقتی که ذرات از دستگاه اشترن-گرلاخ میگذرند، آنها «اندازهگرفته میشوند.» عمل مشاهده در مکانیک کوانتومی معادل است با سنجش آنها. دستگاه اندازهگیری آنها همان آشکارساز اشترن-گرلاخ است که میتواند یکی از دو مقدار ممکن، اسپین بالا یا پایین، را بسنجد. عمل مشاهده متناظر است با اثردادن عملگر Jz. به زبان ریاضی،
آزمایشهای پیدرپی
اگر چند آزمایش اشترن-گرلاخ را پشت سر هم قرار دهیم، به روشنی میفهمیم که آنها با دستگاههای اندازهگیری کلاسیک فرق دارند و حالت ذرهٔ مشاهدهشده را مطابق قوانین کوانتومی تغییر میدهند:
آزمایش گربه شرودینگر:
آزمایش شرودینگر' مفاهیم عمیق فلسفی مکانیک کوانتومی دانشمندان زیادی را به خود جلب کردهاست.
آزمایش چنین است: فرض کنید گربه ای در جعبهای در بسته زندانی است. در این جعبه یک شیشه گاز سیانور، یک چکش، یک حسگر پرتوزا و یک منبع پرتوزا نیز وجود دارد. ذرات پرتوزا بصورت نامنظم تابش میکنند و به همین دلیل برای آنها نیمه عمر در نظر میگیرند. حال فرض کنید حسگر و چکش طوری تنظیم شده باشند که در صورت تابش موج پرتوزا بین ساعت ۱۲ و ۱۲:۰۱، چکش شیشه حاوی گاز را شکسته و گربه بمیرد. اگر در ساعت ۱۲:۰۱ در جعبه را باز کنید چه خواهید دید؟ اگر از طریق فرمول نیمه عمر منبع، احتمال تابش بین ساعت ۱۲ و ۱۲:۰۱ را ۵۰٪ پیش بینی کنید. گربه داخل جعبه در هنگام برداشتن درب جعبه ۵۰٪ مرده است و ۵۰٪ زنده است. اما وقتی درب جعبه را بر میدارید خواهید دید که گربه یا مرده و یا زنده است. نمیتوان گفت ۵۰٪سلولهای بدن گربه مردهاند و ۵۰٪ آنها زنده اند. در فاصله یک لحظه، احتمال به یقین تبدیل خواهد شد. این امر کاملاً متضاد با مکانیک کوانتومی میباشد. همانطور که گفتیم هیچگاه نمیتوان موقعیت یک سیستم را به دقت اندازه گیری نمود. اما در این مثال کاملاً این امر ممکن شده است.
این گونه پارادوکسها در مکانیک کوانتومی بسیار زیاد است. اما با این همه مکانیک کوانتومی در پیش بینی نتایج بسیاری از آزمایشها به طور درخشانی موفق بوده است و زمینه تقریباً تمامی علم و فن نوین است. بر رفتار ترانزیستورها و مدارهای مجتمع که جزء اساسی وسایلی نظیر تلویزیون و رایانهاند، فرمان میراند و نیز بنیاد شیمی و زیستشناسی نوین میباشد.
معادله شرودینگر، اساسیترین معادله غیر نسبیتی در مکانیک کوانتومی برای توصیف تحول حالت یک ذره است. معادله شرودینگر سال ۱۹۲۶ توسط اروین شرودینگر به ثبت رسید و پس از او نیز هایزنبرگ معادله برابری را به صورت عملگرهای خطی و عملگرهای جابجایی به وجود آورد. معادله شرودینگر در حالت ساده به صورت زیر است:
در اینجا H یک عملگر خطی در فضای (اصولاً بینهایت بعدی) هیلبرت است و عملگر همیلتونی نام دارد. ویژهمقدارهای این نگاشت اصولاً مقادیر کوانتومی انرژی هستند. |
ادامه مطلب
خدايا..... دلم مي خواهد که بگويم، با تو بودن، بودني است که همه ي بودن هاي ديگر را تهي ميکند. بودن تو را مي خواهم که بودنت بودني ترين بودنم است که بي تو همه چيز بودن در جهان نيست گرچه همه چيز باشي؛نیایی، ننگري، نخواهي و نشکفي که شکفتن به جز تو شکفتني نيست. زيبايي دور از تو زيبا نيست. فعل ها را مي توان صرف کرد تا آخرت، تا ابديت، تا فرداها تا بي نهايت؛ صداها را مي توان ضبط کرد تا بشنوند و بگويند، نقد کنند، به فرداها بسپارند. ميتوان با تو نجوا کرد نجوايي ترين نجوا را. اما تو همان خدايي باش که خداييت جمله هايم را درمي يابد تا شايد دريابم جمله هايت را.
ادامه مطلب نوشته شده در تاريخ دو شنبه 9 آبان 1398برچسب:نیایش دکتر علی شریعتی, توسط PASKAL
مقدمه ای بر شناخت جهان متافیزیک(متافیزیک فلسفی+در نظام کیهانی) برای (جهان های موازی) بعد زمان و فضا که چگونه جهان کنونی را در معرض آشفتگی و بی نظمی قرار میدهد و جهان در راستای (فضا – زمان دو نیم شده) میشود امیدوارم برای دوستان عزیز متافیزیکیم بسیار مفید باشد و همچنان قابل تفکر و تامل........ نظریه پردازان فیزیک به وجود بی نهابت جهان با بی نهایت حالت ممکن معتقدند . جهان هایی که در آنها آلبرت اینشتین ، راننده کامیون است . بتهوون ، رییس جمهور آمریکاست و چارلز داروین دبیر کل سازمان ملل ! و یا جهان هایی که به صورت کاملا یکسان با جهان ما قرار دارند . با همزادانی که تمام اعمال ما را به صورت عادی و روزمره انجام می دهند . به این ترتیب اشخاصی در دنیاهای دیگر با اسم ما ، روحیات ما و مشخصات ظاهری ما زندگی می کنند و در این لحظه این متن را مطالعه می کنند !
قبل از اینکه بیشتر به موضوع جهان های موازی بپردازیم باید با مفهوم زمان بیشتر آشنا بشیم .
زمان معیاری برای تعیین مدت وقوع یک رویداد یا نشان دادن هنگام وقوع آن است . مثلا وقتی می گوییم جسمی در مدت 3 ثانیه سقوط می کند منظورمان این است که وقوع این رویداد چقدر طول می کشد.یکای اندازه گیری زمان ثانیه است . که خود بر اجزای کوچکتر چون میلی ثانیه ( یک هزارم ثانیه ) ، میکرو ثانیه ( یک میلیونم ثانیه ) و نظیر آنها تقسیم می شود . قبلا معیار گذشت زمان یک رویداد اختر شناسی و طبیعی بود مانند طلوع و غروب خورشید ، ماه و حرکت ستارگان و یا شبانه روز و تقسیم بندی یک شبانه روز به 24 ساعت .
اما معیار زمانی که اکنون در سراسرجهان به کار می رود رویدادی اتمی است . همه اتم ها با الگوی بسیار منظمی نوسان می کنند . در سیزدهمین همایش عمومی در مورد وزن ها و مقادیر اعلام شد که یک ثانیه عبارت است از مدت زمانی که طی آن هر اتم سزیم 133 به اندازه : 9،192،631،770 بار نوسان کند . ساعت های اتمی که از سزیم 133 ساخته شده اند بسیار دقیق هستند . بهترین ساعت سزیمی تقریبا در هر 6،000 سال به اندازه یک ثانیه خطا دارد .
مفهوم زمان در شرائط مختلف متفاوت است . طبق نظریه نسبیت خاص اینشتین زمان تابعی است از سرعت حرکت اجسام . هرچه سرعت بیشتری پیدا کنیم زمان برای ما کند تر خواهد شد . بنابراین میتوانیم نتیجه بگیریم که اگر با حد اکثر سرعت ممکن ( یعنی سرعت نور ) حرکت کنیم گذشت زمان متوقف خواهد شد . و اگر بتوانیم با سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت کنیم به مکانی خواهیم رسید که وقتی حرکت نکرده بودیم آنجا بودیم ! و اگر بتوان فرایندهای فیزیکی خاصی را انجام داد که وارونه عمل کنند پس تحرک زمان توجیه پذیر است .
زمان در مجاورت با یک میدان جاذبه قدرتمند نیز به کندی می گراید . البته میزان این کندی برای میادین جاذبه در دسترس ما بسیار نا چیز است . تفاوت گذر زمان برای دو ساعت اتمی که یکی روی سطح زمین و دیگری به فاصله 1،5 کیلومتر بالاتر قرار گرفته است بیش از یک ثانیه در دویست هزار سال نخواهد شد . و این تفاوت به هیچ درد یک مسافر زمان نمی خورد . بنابراین باید به دنبال منابع جاذبه بسیار قوی باشیم مانند ستارگان . اما نه ستارگان معمولی بلکه ستارگانی که تمام سوخت پلاسمایی خود را به مصرف رسانده و انرژی آنرا تمام کرده باشند . کوتوله های سفید ، ستارگان نوترونی و سیاهچاله ها
یکی از مسائلی که در مورد حرکت زمان وجود دارد تغییر پذیری محیط است . به اینصورت که اگر امکان سفر در زمان وجود داشته باشد و شخصی به گذشته سفر کند و اتفاق تعیین کننده ای را به وجود بیاورد ، پیامد های این اتفاق در زمان حال هم قابل مشاهده خواهد بود .
به اینصورت جهان کنونی همیشه در معرض آشفتگی و بی نظمی قرار خواهد داشت . و مسائل توجیه ناپذیری پیش می آید . و در ضمن حوادثی که در این سفربه وجود می آید به طور مستقیم بر روی زمان حال ( یا آینده شخصی که سفر کرده ) تاثیر مستقیم خواهد داشت .مثل کشته شدن اتفاقی پدر یک شخص در کودکی در سفر او به گذشته . به این ترتیب آن شخص عملا نباید وجود داشته باشد چون پدرش قبل از تولد او مرده است . در یک جهان واحد ( از لحاظ فضا – زمان ) تنها مسافرتهایی در زمان امکانپذیر است که ما بتوانیم آثار وقوع آنرا در طول تاریخ و زمان مشاهده کنیم
فرضیه جهان های موازی برای توجیه این موضوع در سفر به آینده یا گذشته عنوان شده است .
می توان اینگونه در نظر گرفت که دو جهان موازی در دو سوی یک دیوار به نام زمان قرار دارد که با عایقی به نام سرعت نور نفوذ ناپذیر و بازدارنده شده است . و اگر بتوان با سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت کرد این سد از بین می رود ... و یا برعکس در دوسوی این دیوار ذراتی وجود داشته باشند که که تنها می توانند سریعتر از نور حرکت کنند و هرگز سرعت آنها به پایین تر از سرعت نور نمی رسد .
دانشمندان فیزیک نوین ذراتی را که جرم در حال سکونشان صفر است ، لوکسون می نامند ( به معنی نور – چون این ذرات با سرعت نور حرکت می کنند ) و ذراتی را که جرم در حال سکونشان مثبت است ، تاردیون ( به معنی کند – چون این ذرات با سرعت های کمتر از سرعت نور حرکت می کنند ) اما فراتر از این ذرات ، به یک جرم موهوم ( یا ناشناخته ، هنوز کشف نشده ، غیر قابل دید و ... ) معتقدند که ذراتی هستند که با سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت می کنند .
در جهان ما جرم ذرات معمولی صفر یا مثبت است . این جرم موهوم نمی تواند در جهان ما مفهومی قابل تصور داشته باشد . اما این بدین معنا نیست که چنین ذراتی وجود ندارند . این ذرات دارای خصوصیات متناقض با دانش ما هستند . مثلا : هرچه کندتر حرکت کنند انرژی بیشتری دارند ، یعنی دقیقا عکس آن چیزی که در جهان ما وجود دارد . اگر با مقاومتی رو به رو شود سرعت می یابد و اگر نیرویی رو به جلو بر آن وارد شود ، از سرعتش کاسته می شود . هرچه انرژی آن کمتر شود سریعتر حرکت می کند بطوریکه اگر انرژی آن به صفر برسد سرعتش سر به بی نهایت می زند . و برعکس اگر انرژی اش بی نهایت شود به سرعت سکون خود ( یعنی سرعت نور ) می رسد .
با این تفاسیر حالا می توانیم وجود دو نوع جهان را به تصور درآوریم : 1 – جهان تاردیونی ما که سرعت نور در آن ماکسیمم است و افزایش انرژی سبب افزایش سرعت تا حد سرعت نور می شود . 2 – جهان تاکیونی ( جهان ذرات موهوم ) که سرعت نور در آن سرعت سکون به حساب می آید و افزایش انرژی سبب کاهش سرعت تا حد سرعت نور می گردد . و بین این دو جهان ، یک دیوار لوکسونی بی نهایت ظریف وجود دارد و ورود به جهان تاکیونی یا تاردیونی مستلزم شکستن این دیوار یا همان عامل بازدارنده سرعت نور است . هواپیماهای مافوق صوت با شکستن دیوار صوتی ، در حقیقت وارد جهان ذراتی با سرعت بیشتر از سرعت صوت می شوند . در تشابه با دیوار صوتی ، اگر ما هم روزی بتوانیم بر این دیوار نوری غلبه کنیم وارد جهانهای با سرعت بیشتر از سرعت نور ، یعنی جهان تاکیونی می شویم .
ادامه مطلب دید کلی
نظریه جهانهای موازیاندیشه وجود یک خود دیگر نظیر آنچه که در بالا شرح آن رفت عجیب و غیر معقول به نظر میرسد، اما آنگونه که از قرائن بر میآید انگار مجبوریم آن را بپذیریم. زیرا مشاهدات نجومی از این اندیشه غیر مادی پشتیبانی میکنند. بنابر این پیش بینی سادهترین و پر طرافدارترین الگوی کیهان شناسی که امروزه وجود دارد، این است که هر یک از ما یک جفت (همزاد) داریم که در کهکشانی که حدود 10280 متر دورتر از زمین قراردارد، زندگی میکنند. فضای بیکراناینکه فضا بیکران است و تقریبا بطور یکنواخت از ماده انباشته شده است، چیزی که مشاهدات هم آن را تأیید میکنند. در فضای بی کران حتی غیر محتملترین رویدادها نیز بالاخره در جایی ، اتفاق خواهند افتاد. در این فضا ، بینهایت سیاره مسکونی دیگر وجود دارد، که نه تنها یکی بلکه تعداد بیشماری از آنها مردمانی دارند که شکل ظاهری ، نام و خاطرات آنها دقیقا همان هاست که ما داریم. به ساکنانی که تمامی حالتهای ممکن ار گزینههای موجود در زندگی ما را تجربه میکنند. من و شما احتمالا هرگز خودهای دیگران را نخواهیم دید. وسعت عالمدورترین فاصلهای که ما قادر به دیدن آن هستیم، مسافتی است که نور در مدت 14 میلیارد سال که از انفجار بزرگ و آغاز انبساط عالم سپری شده است، طی میکند. دورترین اجرام مرئی هم اکنون حدود 4x1026 متر دور تر از زمین قرار دارند. این فاصله که عالم قابل مشاهده توسط ما را تعریف میکند. بطور مشابه ، عالمهای خودهای دیگر ما کراتی هستند به همین اندازه ، که مرکزشان روی سیاره محل سکونت آنهاست. چنین ترکیبی سادهترین و سر راستترین نمونه از جهانهای موازی است. هر جهان تنها بخشی کوچک از "جهان چند گانه" بزرگتر است. جدال فیزیک و متا فیزیکبا این تعریف از جهان ممکن است شما تصور کنید که مفهوم جهان چند گانه تا ابد در محدوده قلمرو متا فیزیک باقی خواهد ماند. اما باید توجه داشت که مرز میان فیزیک و متا فیزیک را این مسأله که یک نظریه از لحاظ تجربه قابل آزمون است، یا خیر تعیین میکند نه این موضوع که فلان نظریه شامل اندیشههای غریب و ماهیتهای غیر قابل مشاهده است. مرزهای فیزیک به تدریج با گذر زمان فراتر رفته و اکنون مفاهیمی است بسیار انتزاعی تر نظیر زمین کروی ، میدان الکترو مغناطیسی نامرئی ، کند شدن گذر زمان در شرعتهای بالا ، برهمنهی کوانتومی ، فضای خمیده و سیاهچاله را در بر گرفته است. طی چند سال گذشته مفهوم جهان چند گانه نیز به این فهرست اضافه شده است. انواع جهانهای موازیدانشمندان تا کنون چهار نوع جهان موازی متفاوت را تشریح کردهاند. هم اکنون پرسش کلیدی وجود یا عدم جهان چند گانه نیست، بلکه سوال بر سر تعداد سطوحی است که چنین جهان میتوان داشته باشد. یکی از نتایج متعدد مشاهدات کیهان شناسی اخیر این بوده است که جهانهای موازی دیگر مفهومی خیال پردازانه و انتزاعی صرف نیست. به نظر میرسد که اندازه فضا بینهایت است. اگر اینگونه باشد، بالاخره در جایی از این فضا هر چیزی که امکان پذیر باشد واقعیت خواهد یافت. اصلاً مهم نیست که امکان پذیری آن تا چه حد نامتحمل است. ادامه مطلب | ||||||||||||||||||||||||||||
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : |