۩۞۩ پاسخ به بیست سئوال اختر فیزیک و کیهان شناختی ۩۞۩

[MOHAMMAD REZA]

پاسخ به بیست سئوال اختر فیزیک و کیهان شناختی

سایت وزین پارس اسکای مقاله ای منتشر کرد تحت عنوان 20 سئوال در زمینه اختر فیزیک و کیهان شناختی (نوشته آقای قاسم رضايى راد). در این نوشته تلاش می شود این سئوالات با استفاده از نظریه سی. پی. اچ. پاسخ داده شود. قضاوت توانایی نظریه سی. پی. اچ. در پاسخگویی به مشکلات موجود فیزیک نظری و اختر فیزیک را به خوانندگان و صاحب نظران محترم واگذار می کنم. اما ذکر این نکته را لازم می دانم که هر نظریه ی جدید برای پاسخ دادن به مشکلات موجود ارائه می گردد. تجارب قرون اخیر نشان داده که یک نظریه در دو جهت زمینه بحث و تلاش بیشتر را فراهم می آورد. یکی اینکه چگونه به مشکلات موجود پاسخ می دهد و دیگر اینکه خود نظریه جدید دارای ابهاماتی است که زمینه ی یکسری سئوالات جدید را فراهم می آورد. تلاش در این دو زمینه روند تکامل علم است که در نهایت زمینه ی یک نظریه کاملتر را فراهم می آورد. این روند تاریخ علم است. نظریه سی. پی. اچ. نیز از این قاعده مستثنا نیست.
همچنین توجه شود که پاسخ هرکدام از این سئوالات نیاز به یک تجزیه تحلیل و متن طولانی دارد که از حد یک مقاله ی اینترنتی خارج است. بنابراین الزاما به اشاراتی کوتاه بسنده می کنم و امیدوارم لینک های مورد اشاره بتواند پاسخگوی کنجکاوی خوانندگان عزیز باشد.

ادامه دارد...

[MOHAMMAD REZA]

1- بيگ بنگ: آيا واقعاً بيگ بنگ نخستين تكينگى بوده است؟

2-قبل از بيگ بنگ چه رخ داده است: اگر تا ابد با زمان به عقب برگرديم آيا همچنان شاهد وقايع و رخدادهایى خواهيم بود كه درطول عمرعالم اتفاق افتاده است. يا نه ، جهان داراى يك عمرمتناهى با آغازى مشخص است. و بيگ بنگ در حقيقت نقطه شروع زمان به حساب مى آيد و قبل از آن هيچ چيز نبوده است؟

پاسخ
هر دوی این سئوالات پاسخ مشترکی دارند. بحث تکینگی یا آغاز جهان قابل مشاهده، با سئوال مشابهی که در زمان نیوتن هنگام ارائه ی قانون گرانش عمومی مطرح شد، شباهت و جواب یگانه ای دارند.
نيوتن دريافت كه بر اثر قانون جاذبه او، ستارگان بايد يكديگر را جذب كنند و بنابراين اصلاً به نظر نمي رسد كه ساكن باشند. نيوتن در سال 1692 طي نامه ای به ريچارد بنتلي نوشت "كه اكر تعداد ستارگان جهان بينهايت نباشد، و اين ستارگان در ناحيه ای از فضا پراكنده باشند، همگی به يكديگر برخورد خواهند كرد. اما اكر تعداد نامحدودی ستاره در فضای بيكران به طور كمابش يكسان پراكنده باشند، نقطه مركزی در كار نخواهد بود تا همه بسوی آن كشيده شوند و بنابراين جهان در هم نخواهد ريخت.
اين برداشت نيز با يك اشكال اساسي مواجه شد. بنظر سيليجر طبق نظريه نيوتن تعداد خطوط نيرو كه از بينهايت آمده و به يك جسم مي رسد با جرم آن جسم متناسب است. حال اگر جهان نامتناهي باشد و همه ی اجسام با جسم مزبور در كنش متقابل باشند، شدت جاذبه وارد بر آن بينهايت خواهد شد.
مشكل بعدی قانون جاذبه نيوتن اين است كه طبق اين قانون يك جسم به طور نامحدود می تواند ساير اجسام را جذب كرده و رشد كند، يعني جرم يك جسم مي تواند تا بينهايت افزايش يابد. اين نيز با تجربه تطبيق نمي كند، زيرا وجود جسمي با جرم بينهايت مشاهده نشده است.
مشكل گرانش نيوتنی در نسبيت عام نیز همچنان باقی ماند. در نسبيت فضا-زمان دارای انحناست. هرچه ماده بيشتر و چگالتر باشد، انحنای فضا بيشتر است. سئوال اين است كه اين انحنای فضا تا كجا می انجامد؟ در نسبيت فضا می تواند چنان تابيده شود كه حجم به صفر برسد. برای آنكه ماده بتواند چنان بر فضا اثر بگذارد كه حجم به صفر برسد، بايد جرم به سمت بی نهايت ميل كند. يعنی نسبيت نتوانست مشكل قانون گرانش را در مورد تراكم ماده در فضا حل كند. علاوه بر آن بر مشكل نیز افزود. زيرا قانون نيوتن می پذيرد كه ماده تا بی نهايت می تواند متمركز شود، اما حجم صفر با آن سازگار نيست. اما نسبيت علاوه بر آن كه می پذيرد ماده می تواند تا بی نهايت متراكم شود، پيشگويی می كند كه حجم آن نيز به صفر می رسد.
این مشکل در نظریه سی. پی. اچ. به سادگی و با توجه به اسپین سی. پی. اچ. قابل حل است. در نظریه سی. پی. اچ. همه ذرات موجود در جهان از ذره ی واحدی تشکیل شده که سی. پی. اچ. نامیده می شود. سی. پی. اچ. با مقدار سرعت ثابت نسبت به دستگاه لخت حرکت می کند و تحت تاثیر نیروهای خارجی سرعت انتقالی آن به اسپین و بالعکس تبدیل می شود. هنگامیکه جرم در یک محدوده ی فضایی به اندازه ی لازم افزایش یافت، جسم تبدیل به سیاه چاله می شود. با افزایش جرم سیاه چاله، اسپین سی. پی. اچ. نیز افزایش می یابد و سیاه چاله بتدریج به سمت یک سیاه چاله ی مطلق میل کرده و سرانجام در سیاه چاله ی مطلق، اسپین به حداکثر ممکن می رسد و در این شرایط سی. پی. اچ. از نیروی خارجی تبعیت نمی کند و سیاه چاله ی مطلق منفجر می شود. لذا بیگ بنگ ناشی ار انفجار یک سیاه چاله ی مطلق است.

ادامه دارد...

[MOHAMMAD REZA]

3-فضا – زمان : آيا آن گونه كه ادعا مى شود ، جهان از 4 بعد ساخته شده است؟، سه بعد فضا و يك بعد زمان؟ اگر چنين است چرا بايد جهان در 4 بعد ظاهر شود ؟

پاسخ:
در نظریه سی. پی. اچ. تعداد ابعاد جهان ثابت نیست و تابع محیط و شرایط آزمایش و ناظر است. در محدوده ی اجسام چگال حداقل پنج بعدی است و اسپین بعد پنجم است. در چنین شرایطی هرچه بیشتر از محدوده ی اجسام بزرگ وارد دنیای ذرات شویم، بر تعداد ابعاد افزوده می شود. بنابراین می توان گفت تعداد ابعاد با منطق فازی قابل توجیه است. علاوه بر آن در نظریه سی. پی. اچ. زمان یک کمیت مستقل نیست و ناشی از اسپین است. از طرف دیگر چون مقدار سرعت سی. پی. اچ. همواره ثابت است و همه ی اجسام از سی. پی. اچ. ساخته شده اند، زمان بر آنها جاری است و گذشت زمان شامل سی. پی. اچ. نمی شود. با این دیدگاه هر ذره/جسمی در جهان یک ساعت است. اما خود جهان ساعت نیست و هیچ لحظه ای از عمر جهان نمی گذرد. آنچه که در فیزیک و کیهان شناختی راجع به عمر جهان می گویند، مربوط به جهان قابل مشاهده است که قسمتی از کل جهان محسوب می شود. تعداد جهان ها (نظیر جهانی که کهکشان راه شیری در آن است) بیشمار است. هر جهانی بر اثر انفجار یک سیاه چاله ی مطلق به وجود آمده است.


ادامه دارد...

[MOHAMMAD REZA]

4- جهان از نظر وسعت و اندازه: آيا وسعت فضاى جهان بى نهايت است؟ توپولوژى يا وضعيت جغرافياى فضاى عالم چگونه است؟

پاسخ:
در نظریه سی. پی. اچ. جهان بیکران است و یک قسمت آن، جهانی است که ما مشاهده می کنیم. بنابراین در جهان هستی یک بیگ بنگ وجود ندارد، بلکه بیگ بنگ های (انفجارات) زیادی وجود دارد که دائماً تکرار می شوند. همچنین هندسه ی جهان و خواص توپولوژیک آن از یک مکان به مکان دیگر تغییر می کند و تابع محیط، یعنی جرم موجود در آن محدوده ی فضایی است که بر اسپین تاثیر دارد. لذا هندسه هر محدوده ای از فضا، تابع اسپین آنجا است. اما در کل جهان، فضا را می توان تخت در نظر گرفت که از هندسه ی اقلیدسی تبعیت می کند. یعنی انحنای کل جهان هستی، صفر است و هیچگونه انحنایی وجود ندارد.

ادامه دارد...

[MOHAMMAD REZA]

5 -نظريۀ كوانتومى گرانش: چقدر مى توان نظريۀ مكانيك كوانتومى را با نسبيت عام ادغام كرد كه منجر به پيدايش نظريۀ كوانتومى گرانش شود؟ آيا مى توان اين نظريه را آزمود؟ در صورت تدوين تئورى كوانتومى گرانش چقدر اين تئورى مى تواند در توضيح و تشريح منشاء و مبداء خلقت كائنات ما را يارى دهد؟

پاسخ:
مشکل این دیدگاه در این است که گرانش و نیروی الکترومغناطیس را دو پدیده ی مجزا در نظر می گیرند و تلاش می کنند تا این دو نیرو را در یک نظریه ی وحدت بخش یکی کنند. در واقع گرانش و نیروی الکترومغناطیس از یکدیگر جدا نیستند و می توان نشان داد که گرانش نیز آثار الکتریکی و مغناطیسی از خود نشان می دهد. این کاری است که تحت عنوان بار-رنگ و مغناطیس رنگ و با توجه به نظریه سی. پی. اچ. توضیح داده شده است.


ادامه دارد...

[MOHAMMAD REZA]

6-توانايى علم فيزيك: چگونه فيزيك مى تواند ناهمخوانى بزرگ بين مقياس بسيار عظيم گرانشى و مقياس جرمى فوق العاده ناچيز ذرات بنيادى را تشريح كند؟

پاسخ
اگر ما بپذیریم که همه ی اجسام موجود در جهان، در نهایت از ذرات تشکیل شده اند و ذرات در هر کجا که باشند از قوانین ثابتی تبعیت می کنند، آنگاه می توانیم این نا همخوانی را برطرف کنیم. ناسازگاری نسبیت عام با مکانیک کوانتوم ناشی از برخورد دوگانه به پدیده های فیزیکی است. در مکانیک کوانتوم با کمیت های گسسته سروکار داریم و در نسبیت عام با کمیت پیوسته فضا - زمان روبرو هستیم. چنین برخوردی موجب بروز مشکلات موجود شده است. در نظریه سی. پی. اچ. این ناسازگاری برطرف شده و مکانیک کوانتوم و نسبیت را می توان به عنوان حالت خاصی از آن استنتاج کرد.


ادامه دارد...

[MOHAMMAD REZA]

7- آنتروپى و زمان: چرا هرچه به گذشته برمى گرديم بى نظمى و آنتروپى جهان كمتر مى شود، با اين وجود آيا قانون دوم ترموديناميك مى تواند تفاوت چشمگير بين گذشته و آيندۀ عالم را توضيح دهد؟

پاسخ:
آنتروپی ناشی از تغییر اسپین سی. پی. اچ. های موجود در سیستم است. در لحظه ی بیگ بنگ، اسپین در حالت بیشنه بوده و بر اثر انفجار بزرگ، اسپین تغییر کرده و دایما نیز در حالت تغییر است. بهمین دلیل با گذشت زمان، آنتروپی جهان نیز در حال افزایش است. با چنین نگرشی که زمان و آنتروپی، هر دو وابسته به اسپین سی. پی. اچ. هستند، لذا منطقی است که با گذشت زمان، آنتروپی نیز افزایش یابد.

ادامه دارد...

[MOHAMMAD REZA]

8- مادۀ تاريك: مادۀ تاريك چيست؟ و چگونه بوجود آمده است ؟ آيا وجود و پيدايش آن را مى توان مربوط به ابر تقارن دانست؟

پاسخ:
اگر به ابر تقارن از دیدگاه سی. پی. اچ. نگاه کنیم، جواب سئوال بالا مثبت خواهد بود. در نظریه سی. پی. اچ. گرانش دارای جرم است. لذا برای محاسبه ی جرم واقعی جهان، بایستی جرم گرانش را نیز منظور کرد که در این صورت مسئله ی ماده ی تاریک نیز قابل حل خواهد شد.

ادامه دارد...