• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
تعداد مطالب : 4
تعداد نظرات : 11
زمان آخرین مطلب : 6205روز قبل
آموزش و تحقيقات
در فیزیک نجومی ، یک سفید چاله از واژگونی زمانی در یک سیاه چاله به وجود می اید . در حالی که یک سیاه چاله در حقیقت مانند یک جارو برقی عمل کرده وهرچیزی را که نزدیکتر از افق رویداد ان باشد می بلعد , یک سفید چاله موادی را از افق رویداد خود با سرعت بسیار زیاد به بیرون پرتاب می کند. با توجه به شتاب ثابت این دو چاله می توان گفت چه سیاه چاله چه سفید چاله هردو جذب کننده مواد هستند وتفاوت انها در پتانسیل انها در مرز افق رویداد انها است.
در یک سیاه چاله مواد در افق رویداد ان می توانند فقط جذب گرددند در حالی که در افق رویداد یک سفید چاله بظر میرسد که مواد با سرعتی زیاد حتی در حدود نور منتشر می شوند ومانند یک منبع عمل می کنند . یه جورایی بنظر می رسدکه یک سیاه چاله هرچیزی را که بدرون خود می کشد از یک جایی دیگر با همان اهنگ خارج می کند.
اما جالب است بدانیم که این چاله سفید که هنوز در اسمان رصد نشده ومانند یک تئوری می باشد به پیشنهاد استیون هاوکینگ ارئه شد که دلیل و برهان ایشون بر می گردد به ترمودینامیک که پیش بینی می کند برای اینکه یک گاز داخل این سیاه چاله ها درتعادل گرمایی باشند نیاز هست که در زمان گذشته یا بهتر معکوس زمانی این مواد در تعادل باشند که برای حل این مشکل وجود یک سفید چاله ضروزی شد .

پنج شنبه 25/4/1388 - 10:16
آموزش و تحقيقات
یک کرمچاله در صورت وجود، خود بخشی از فضازمان چهار بعدی عالم می‌باشد. همانطور که می‌دانید اینشتین در سال ۱۹۰۵ م ثابت کرد که جهان تنها از سه بعد فضایی تشکیل نشده و زمان صرفآ یک پارامتر در حال تغییر نیست. بلکه زمان خود نیز به عنوان بعد چهارم عالم به حساب می‌آید. در این فضازمان چهار بعدی، کرمچاله‌ها می‌توانند سوراخی به جهانی دیگر یا ناحیه‌ای دیگر از همین جهان باشند. پس باید در نظر داشته باشیم که این اجسام چهاربعدی هستند و ما تنها برای ساده سازی آنها را به صورت دو بعدی نشان می‌دهیم.
به عنوان مثالی ساده، یک صفحه کاغذ تخت را در نظر بگیرید که از چهار طرف تا فواصل بسیار دور گسترده شده باشد. هر دو طرف صفحه که آنها را «رو» و «زیر» صفحه می‌نامیم، بطور مستقل یک فضای دوبعدی راتشکیل می‌دهند که می‌توانیم آن را یک جهان دوبعدی فرض کنیم. ساکنان این جهانها خود موجودات دو بعدی هستند. واضح است که این دو جهان هیچ ارتباطی با هم ندارند و ساکنان آنها از وجود همدیگر بی خبرند .اکنون تصور کنید یک سوراخ دایره‌ای در این صفحه ایجاد شود. به این ترتیب دو جهان بطور پیوسته با هم ارتباط دارند. ما این حفره تونل مانند را یک کرمچاله می‌نامیم.
حال بیائید به جای یک سوراخ، دو سوراخ درصفحه ایجاد کنیم. سپس لبه‌های این دو سوراخ را بکشیم تا به صورت دو لوله درآید وبا ادامه دادن این کار دو لوله را به هم وصل کنیم. این نیز یک کرمچاله‌است. با این تفاوت که بر خلاف حالت قبلی دو ناحیه از یک جهان را به هم وصل می‌کند. در حالتی که فضای ما خمیده باشد مسافرت از طریق این کرمچاله بسیار سریع تر امکان‌پذیر است. چون مسافت کوتاهتر است.
اگر در هر یک از دو ورق تخت موازی نیز یک سوراخ ایجاد کنیم، با کشیدن لبه‌های سوراخ و رساندن دو لوله ایجاد شده به هم می‌توانیم یک کرمچاله ایجاد کنیم که صفحه بالایی یکی از ورق‌ها را به صفحه پائینی ورق دیگر وصل کند .
پنج شنبه 25/4/1388 - 10:15
آموزش و تحقيقات
پروتونها و نو ترونها خود از ذرات كوچكتری ساخته شده اند كه كوارك نامیده می شوند. تا به حال 6نوع كوارك متفاوت شناسایی شده اند با این همه فقط دو نوع آنها در تشكیل مواد پایدار معمولی نقش مهمی دارند كه عبارت از كوارك u و كوارك D هستند U علامت اختصاری برای بالا (UP) و D علامت اختصاری برای پایین (down) می باشد . اگر روابط ونسبتها در اتمها كه در مقایسه با كواركها بزرگ هستند مهم و چشمگیر است این روابط در كواركها ی كوچك مسلماً مهمتر هستند مثلا كواركها هیچ گاه به تنهایی نقشی را به عهده ندارند بلكه همیشه در گروههای 2و 3تایی هستند ذراتی كه از 2كوارك تشكیل می شوند مزون نام دارند ذراتی را كه از 3كوارك دارند بار یون می نامند كواركها دركنار بار الكتریی ای كه دارند خاصیت مرموز دیگری نیز دارا می باشند كه رنگ خوانده می شود كوراكها از ین جهت به قرمز سبز و آبی طبقه بندی می شود البته از این طبقه بندی باید رنگهای حقیقی را تصور كرد بلكه منظور نوع با ر الكتریكی آنهاست . بنابراین ذرات آزاد معلق درطبیعت باید همیشه دارای رنگ خنثی و به عبارت دیگر سفید باشند به شرخ زیر این نتیجه حاصل ی شودیك كوارك قرمز یك كوارك سبر ویك كوارك آبی یك گروه سه تایی مثلا یك پروتون می سازد. همان طور كه تركیب رنگهای رنگین كمان رنگ سفید را به وجود می آورد ازتركیب رنگهای سه گانه كوارك نیز سفید به دست می آید به این ترتیب یك ذره سفید مجاز و پایدار تشكیل می شود. امكان دیگر این است كه یك كوارك قرمز با یك ضد كوارك كه رنگ ضد قرمز دارد یك زوج بسازند قرمز و ضد قرمز همدیگر را خنثی كرده رنگی خنثی را به وجود می آورند به هرحال چون این گروههای دوتایی (مزونها ) از ماده و پادماده ایجاد شده اندخیلی سر یع فور می پاشند به این جهت مزونها پایدار نیستند . كواركها نوكلئونها را میسازند وآنها به یكدیگر متصل شده هسته اتمها را به وجود می آروند . هسته هاو الكترونها دراتحاد با یكدیگر اتمها را ایجاد می كنند و اتمها نیز با پیوستن به یكدیگر مولكولها ی كوچك و بزرگ از قبیل مولكولهای آب یا سفیده تخم مرغ را می سازد. میلیاردها مولكول سلولهای بدن ما را به وجودمی آورند و هرانسان در بدن خود میلیاردها سلول دارد اما با تمام تقاوتهایی كه انسانها ،جانوران ،گیاهان سیاره ها و یا ستارگان با یكدیگر دارند باز هم تمام آنها فقط اط 3ذره زیر بنایی ساخته شده اند كه عبارتند از كوراكها U كواركهای D و الكترونها . آیا كوارك ها را می توان مشاهده كرد؟ روشن است كه كوارك ها را نمی توان مشاهده كرد بلكه می وشد وجود أنها را مثل هسته اتمها از طریق آزمایشهای فراوان پیچیده اثبات نمود برای این كار مثل آنچه كه رادرفورد 75 سال پیش برای شناسایی هسته اتم انچام داد عمل می شود و پرو تونها یا الكترونها ی بسیار پر شتاب مورد اصابت قرار می گیردند بیشتر الكترونها در این آزمایش به ندرت تغییر مسیر می دهند ولی تعدادی از "آنها كاملا از مدار خود خارج می شوند درست مثل اینكه به گلوله های سخت وكوچكی در داخل پرو تونها برخورد كنند این گلوله های بسیار كوچك همان كوا رك ها هستند كه در جستجویشان بوده ایم یك بررسی دقیق نشان داده كه پرو تون در مجموع از سه سنگ بنای اولیه این چنین تشكیل شده است .
شنبه 6/4/1388 - 12:27
آموزش و تحقيقات
نور و مسائل مربوط به آن همواره یکی از مباحث مهم و مورد توجه فیزیکدانان بوده و هست. نخستین تلاش های علمی در این زمینه از زمان گالیله آغاز شد. وی به اتفاق همکارش برای اندازه گیری سرعت نور اقدام کردند. روش کار به این طریق بود که همکار گالیله درحالیکه فانوسی در دست داشت بالای تپه ای ایستاده بود و گالیله بالای تپه ای دیگر. هر دو با خود فانوسی داشتند که روی آن را پوشانده بودند. دستیار وی به مجرد آنکه نور گالیله را می دید ، با برداشتن پرده از روی فانوس خود به گالیله علامت می داد. گالیله این آزمایش را با فواصل بیشتر و بیشتر تکرار کرد ، اما نتوانست اختلاف زمانی بین برداشتن پرده از روی فانوس خود و دستیارش به دست آورد و سرانجام گفت که سرعت نور خیلی زیاد است.
نخستین بار سرعت نور در سال ١٦٧٦ توسط رومر (Romer) با استفاده از ماه گرفتگی محاسبه شد و معلوم گشت که سرعت نور نیز محدود است. عددی را که رومر به دست آورد ٢١٥ هزار کیلومتر بر ثانیه بود. این عدد آنقدر بزرگ بود که معاصران وی آن را باور نمی کردند. در سال ١٧٢٦ برادلی با استفاده از تغییر وضعیت ستارگان نسبت به زمین سرعت نور را محاسبه کرد و عدد سیصدهزار کیلومتر بر ثانیه را به دست آورد.
نخستین بار فیزیو با استفاده از روش غیرنجومی و اصلاح روش گالیله سرعت نور را اندازه گیری کرد و مقدار آن را سیصد و سیزده هزار کیلومتر بر ثانیه به دست آورد. تمام این نتایج به صورت تجربی به دست آمده بود و از پشتوانه نظری بی نصیب بود و استناد به این اندازه گیری نمی توانست به یک نتیجه جهان شمول برسد. به عنوان نمونه آیا اندازه سرعت های به دست آمده زمینی و سماوی باید یکسان باشد یا خیر؟
در دهه ی ١٨٦٠ کلارک ماکسول با استفاده از قوانین الکترومغناطیس که خود معادلات آن را نوشته بود دیدگاهی کلی و جهان شمول درمورد سرعت امواج الکترومغناطیسی که نور بخش کوچکی از آن بود ، ارائه کرد.
امواج الکترومغناطیس که به طور نظری در سال ١٨٦٤ توسط معادلات کلارک ماکسول پیشگویی شد ، نشان داد که سرعت انتشار این امواج در خلاء از رابطه زیر به دست می آید :

V = 1 ⁄ √ µ є

همچنانکه رابطه بالا نشان می دهد ، سرعت نور ( امواج الکترومغناطیسی ) در خلاء ثابت است. اما سرعت ثابت امواج الکترومغناطیسی باید نسبت به یک دستگاه محاسبه می شد و این همان دستگاه اتر بود. یعنی اتر ساکن مطلق فرض می شد و تمام اجسام نسبت به آن در حرکت بودند و سرعت امواج الکترومغناطیسی و در حالت خاص سرعت نور نسبت به اتر ثابت بود. این نظریه درحالی شکل گرفت که نسبیت گالیله ای معتبر و بی نقص تصور می شد. بنابراین اگر سرعت نور نسبت به یک دستگاه لخت с باشد و دستگاه با سرعت v نسبت به اتر در حرکت باشد ، در آنصورت سرعت نور نسبت به اتر w برابر خواهد شد با : v + с = w . چنانچه نور در جهت مخالف دستگاه حرکت کند ، آنگاه خواهیم داشت : v - с = w .
بر این اساس ماکسول به فکر محاسبه سرعت حرکت منظومه شمسی نسبت به اتر افتاد. وی در سال ١٨٧٩ طی نامه ای که برای تاد در آمریکا نوشت ، طرحی را برای اندازه گیری سرعت حرکت منظومه شمسی نسبت به اتر پیشنهاد کرد. یک آمریکایی به نام مایکلسون این طرح را دنبال کرد و برای انجام آزمایش تداخل سنجی نیز ساخت و در سال ١٨٨٠ آزمایش کرد.
آنچه از آزمایش مایکلسون به دست آمد بسیار گیج و ناراحت کننده بود. اولین فکری که قوت گرفت این بود که باید اشکال از معادلات ماکسول باشد که تنها بیست سال از عمر آن می گذشت. یعنی باید آنها را طوری تغییر داد تا با نسبیت گالیله ای سازگار باشد. اما آزمایش فیزو و سایر نتایج حاصل از حرکت نور و امواج الکترومغناطیسی آنها را تایید می کرد.
هر تلاشی که برای توجیه علت شکست نتیجه آزمایش مایکلسون انجام می دادند ، با شکست روبه رو می شد. در این میان دو نظریه از بقیه جالب تر به نظر می رسید.
یکی کشش اتری که به موجب آن چارچوب اتر به طور موضعی به کلیه اجسام با جرم محدود متصل است. این نظریه هیچ اصلاحی را در قوانین نیوتن ، نسبیت گالیله ای و معادلات ماکسول لازم نمی دانست اما این نظریه با کجراهی نور ستارگان ناسازگار بود.
نظریه دوم نظریه گسیلی بود که طبق آن معادله های ماکسول را باید طوری اصلاح می کردند که سرعت نور به سرعت چشمه صادرکننده بستگی داشته باشد. این نظریه نیز با نور واصل از ستارگان دوتایی ناسازگار بود.
در این اثنا انیشتین نظریه انقلابی نسبیت را ارائه کرد. مسئله نسبی بودن سرعت ، از نظریه انیشتین ، تا جائیکه به اعتبار اصل نسبیت مربوط می شد به اتر و حرکت سوقی ربطی نداشت. طبق اصل نسبیت : قوانین طبیعت در تمام چارچوب های مرجع یکسان اند. انیشتین پس از مطرح کردن اصل نسبیت ، به دو اصل موضوع بنیادی زیر پرداخت :
١. قوانین فیزیکی در تمام دستگاه های لخت یکسان هستند .
٢. سرعت نور در خلاء ، در هر چارچوب لختی که اندازه گیری می شود با صرفه نظر از حرکت منبع نور ، معادل с است.
اصل موضوعی دوم انیشتین ، در واقع اندیشه مکانیکی نیوتنی و سینماتیکی گالیله ای را رد می کند. طبق اصل سینماتیک ، اگر دو جسم متحرک با سرعت ثابت درحال حرکت به سمت یکدیگر باشند ، سرعت هریک از آن ها در نقطه برخورد ، برابر با مجموع سرعتشان است.
اما در نسبیت انیشتین اینگونه نیست. اگر در نقطه ای نوری را گسیل کنیم ، ناظر ساکن و ناظر متحرک که با سرعت v درحال حرکت به سمت منبع هستند ، سرعت نور را در с محاسبه می کنند.
نسبیت علاوه برآنکه به خوبی توانست علت شکست نتیجه آزمایش مایکلسون را توجیه کند ، از تمام آزمایش های مربوط به آن نیز با موفقیت بیرون آمد. علاوه بر آن به نتایج گرانقدری رسید که همه اندیشه بشریت را تحت تاثیر قرار داد.
علاوه بر مشاهدات تجربی که می تواند اصول موضوعی را به چالش بکشد ، سازگاری این اصول با سایر نظریه هایی که قادر به توجیه پدیده های فیریکی هستند نیز از اهمیت خاصی برخوردار است. تجارب کیهانی دهه ١٩٧٠ به بعد اصل ثابت بودن سرعت نور را با مشکل جدی مواجه ساخته است که در زیر به برخی از آن ها اشاره می شود :
نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی باهم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می کنند که تمام پدیده های نوری را توجیه می کنند. نظریه ماکسول درباره انتشار نور بحث می کند درحالیکه نظریه کوانتومی برهم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می دهد. از آمیختن این دو نظریه ، نظریه جامعی که الکترودینامیک کوانتومی نام دارد شکل می گیرد. چون نظریه های الکترومغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده های مربوط به تابش بسیاری از پدیده های دیگر را نیز تشریح می کنند منصفانه می توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است

سرعت نور ثابت نیست؟


تئوری جدیدی که دانشمندان استرالیایی مطرح کرده اند و سرعت نور را ثابت نمی دانند مهمترین تئوری فیزیک نوین یعنی نسبیت انیشتین را از تخت قدرت به پایین می کشد.
تیم فیزیکدانان دانشگاه مک کواری سیدنی در استرالیا به ریاست پال دیویز(Paul Davies) احتمال آنکه سرعت نور طی میلیاردها سال کندتر شده باشد را مطرح ساخته اند. در این صورت فیزیکدانان باید در مورد بسیاری از فرضیه ها و تئوری های پایه به ویژه درمورد قوانین حاکم بر عالم تجدید نظر کنند. دیویز در مصاحبه با رویتر گفت : « معنی این تئوری جدید آن است که باید از خیر تئوری نسبیت و فرمول E=mc2 و این جور چیزها بگذریم ، البته نه به این معنی که کتاب ها را در این مورد دور بیندازیم ؛ همیشه تحولات علمی تئوری های قدیمی تر را در خود هضم می کنند. »
نتایج تحقیقات این تیم در مجله نیچر(Nature) به چاپ رسیده است. جان وب ، اختر شناس دانشگاه نیوساوث ویلز ، با ارائه تئوری خود بر اساس شواهدی که به دست آمده است ادعا می کند که سرعت نور می تواند ثابت نباشد ، که این موضوع معمای لاینحلی را پیش روی فیزیکدانان و اخترشناسان قرار داده است. براساس یافته های وب ، نوری که از شبه اختر (Quasar) – شیء شبیه ستاره در آسمان – در طی دوازده میلیارد سال سفر خود تا رسیدن به زمین فوتون هایی از سحابی بین ستاره ای دریافت کرده است که با فوتون هایی که تاکنون می شناختیم تفاوت دارد. 
دیویز در توضیح یافته های وب می گوید : مشاهدات وب به معنی آن است که ساختار اتم هایی که از نور شبه اختر ساطع می شود تفاوت بسیار جزئی اما با اهمیت ساختار اتم های انسان دارد. دلیل این تفاوت فقط می تواند از دو چیز ناشی شود : یا به خاطر سرعت نور و یا به خاطر تخلیه الکترونی .(Electron Charge)
از سویی دو قانون در قوانین فیزیک کیهانی مطرح است که سال هاست مورد پرسش قرار گرفته است. براساس این قانون نه تخلیه الکترونی و نه سرعت نور قابل تغییر نیستند. اما باید برای مشاهدات وب توضیحی داد : یا این مشاهدات اشتباه است و یا یکی از دو قانون ثبات سرعت نور و یا تخلیه الکترونی قابل تکیه نیست. تیم دیویز بنا را بر این گذاشتند که مشاهدات وب درست بوده و یکی از این دو قانون ممکن است آن طور که تصور می شد غیر قابل تغییر نباشد.
به این ترتیب این تیم به مطالعه سیاه چاله ها روی آوردند. سیاه چاله ها توده های عظیم و اسرارآمیزی هستند که ماده را می بلعند و حتی نور نیز از چنگال این مکنده در امان نیست. اگر قرار باشد به قانون دوم ترمودینامیک – که خود دگماتیسم دیگر در فیزیک است – اعتقاد داشته باشیم در این صورت تغییر در قانون ثبات تخلیه الکترونی قانون دوم ترمودینامیک را در هم خواهد ریخت. به همین دلیل یک گزینه باقی می ماند و آن بررسی امکان متغیر بودن سرعت نور است. 
گرچه هنوز مطالعات به اندازه کافی نیست و مشاهدات وی از نظر کوثر برای درهم ریختن تئوری های موجود کافی نیست اما مطالعه در این زمینه از چندی پیش آغاز شده است. از جمله می توان به مقاله هایی که در مجله Physical Rewiew Lettersمنتشر شده مراجعه کرد و گرچه بسیاری از وفاداران به تئوری های موجود سعی دارند مشاهدات وب و دیویز را اشتباه مشاهده ای و اشتباه محاسبه ای و آماری جلوه دهند ، اما بحثی که در این زمینه آغاز شده است روز به روز دامنه دار تر می شود و به همان اندازه ای که خود کیهان سوالات لاینحل باقی گذاشته مشاهدات اخیر نیز بسیاری از تئوری ها را به چالش کشانده است. 
در این و ضعیت باید روشن شود به چه چیزهایی از تئوری گذشته می توان تکیه کرد و باید دید تئوری های جدید از عهده پاسخگویی به بسیاری از پرسش ها برمی آیند یا خیر. درواقع از نظر دیویز همان بلایی که تئوری نسبیت انیشتین و فیزیک کوانتوم بر فیزیک قرن نوزدهم وارد آورد حالا خود شاهد آن خواهد بود که تئوری های جدید پایه و اساس این تئوری ها را متزلزل خواهد کرد. حداقل دستاورد این مشاهدات این است که در بررسی ساختار کیهان و اینکه ار کجا نشأت گرفته و به کجا تکامل پیدا می کند یک گام رو به جلو برداشته است


يکشنبه 24/3/1388 - 10:42
مورد توجه ترین های هفته اخیر
فعالترین ها در ماه گذشته
(0)فعالان 24 ساعت گذشته