به گزارش ثریا مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت از ارکان فیزیک مدرن هستند. مکانیک کوانتومی همه پدیدهها و رفتار ذرات را در کوچکترین مقیاس توضیح میدهد، در حالی که نسبیت در انتهای دیگر طیف قرار دارد و ساختارهای کیهانی را در بزرگترین مقیاس توضیح میدهد.
با این حال، ترکیب این دو نظریه برای رسیدن به یک نظریه کوانتومی واحد از گرانش، دهههاست که فیزیکدانان را مشغول کرده است.
اکنون گروهی از دانشمندان دانشگاه TU Wien در شهر وین اتریش از یک شبیهساز کوانتومی برای مطالعه اثرات انحنای فضا-زمان استفاده کردهاند.
این شبیهساز به دانشمندان اجازه میدهد تا یک سامانه مدل شبیه ذرات کوانتومی در فضا-زمان منحنی ایجاد کنند و جنبههای هر دو نظریه را با هم ترکیب کنند.
نحوه کمک یک سامانه مدل به درک ذرات کوانتومی در فضا-زمان
دانشمندان برای این مطالعه، سرعت صوت را در ابرهای اتمی فوق سرد که توسط میدانهای الکترومغناطیسی کنترل میشوند، بررسی کردند.
ممکن است تعجب کنید که چگونه مطالعه سرعت صوت به ما در درک ذرات کوانتومی در فضا-زمان کمک میکند. پاسخ در این واقعیت نهفته است که بسیاری از سامانههای فیزیکی، مشابه هستند. این به این دلیل است که همه سامانهها از قوانین و معادلات علمی یکسانی پیروی میکنند.
نور در خلاء با سرعت ثابتی در مسیری به نام «مخروط نوری» حرکت میکند. با این حال، هنگامی که نور از نزدیک اجرام سنگین مانند سیارات و ستارگان عبور میکند، مسیر آن یا مخروط نوری خم میشود. نور خم شده باعث میشود که اجرام پس زمینه بزرگ شوند و به صورت حلقهای در اطراف جرم مورد مشاهده ظاهر شوند که این موضوع به عنوان «همگرایی گرانشی» شناخته میشود.
در نظریه نسبیت خاص، مخروط نوری به توصیف ظاهری انتشار نور در نمودار فضا-زمان اطلاق میشود. این مخروط در صورتی به شکل سه بعدی ترسیم میشود که ما شکل انتشار موج را بر روی محور افقی(طولها و عرضها) دو بعدی در نظر بگیریم و محور عمودی را متشکل از زمان بدانیم.
بر اساس قانون ماکسول، سرعت نور همواره ثابت و مستقل از سرعت منبع نور است که این مسئله با اندازهگیریهای دقیق اثبات شده است. پس اگر موجی از نور در لحظه و مکان به خصوصی منتشر شود، همچنان که زمان میگذرد مانند کرهای نورانی با سرعت نور گسترش پیدا میکند که اندازه و وضعیت آن مستقل از سرعت جسم است. بعد از گذشت یک میلیونیم ثانیه، گسترش شعاع نور، کرهای به شعاع ۳۰۰ متر ایجاد خواهد کرد و به همین ترتیب بعد از گذشت دو میلیونیم ثانیه، شعاع این کره به دو برابر مقدار قبل خواهد رسید و به همین ترتیب این مقدار افزایش پیدا میکند.
به طور مثال، این واقعه شبیه گسترش امواجی است که بر اثر برخورد سنگی با سطح آب به وجود میآید. این امواج به شکل دایرههایی ظاهر میشوند که با گذشتن زمان بر شعاع آنها افزوده میشود. اگر مجموعهای از تصاویر امواج در حال گسترش را به ترتیب زمانی روی هم قرار دهیم، مخروطی سه بعدی تشکیل میشود که محور افقی آن را مختصات طولی و عرضی دایرهها تشکیل میدهند و محور عمودی آن متشکل از زمان است. در نتیجه رأس این مخروط، لحظه برخورد سنگ با سطح آب است.
به همین نحو، گسترش شعاعهای نور بر اثر یک رویداد، مخروطی سه بعدی در دستگاه چهار بعدی فضا-زمان رسم میکند که به آن مخروط نوری آینده رویداد میگویند. به همین ترتیب، قادر به رسم مخروط دیگری خواهیم بود که مجموعه رویدادهایی است که توسط آنها نور میتواند به یک رویداد معین برسد و این مخروط، مخروط نوری گذشته رویداد نام دارد.
همگرایی گرانشی نیز هنگامی روی میدهد که نورِ یک چشمه درخشان بسیار دور(مانند یک اختروش) در مسیرش تا رصدگر، از کنار جسم پرجرم دیگری(مانند یک خوشه کهکشانی) بگذرد و مسیرش خمیده شود. جسم میانی، همگرایی یا عدسی گرانشی نامیده میشود. این پدیده یکی از پیشبینیهای نظریه نسبیت عام اینشتین است.
براساس نسبیت عام، جرم میتواند فضا-زمان را خمیده کند و در نتیجه یک میدان گرانشی بسازد که میتواند نور را منحرف کند. این پدیده را نخستین بار آرتور ادینگتون در سال ۱۹۱۹ در جریان یک خورشیدگرفتگی آزمود که در آن نور ستارهای که از نزدیک خورشید میگذشت، کمی خم شد و در نتیجه مکان ظاهری ستاره کمی جابهجا شد.
با همگرایی گرانشی میتوان اطلاعاتی درباره جسم میانی(عدسی) از جمله جرم آن به دست آورد.
بنابراین، دانشمندان در این مطالعه جدید، خواص ابرهای اتمی را طوری تنظیم کردند که خواص آنها مشابه ذرات کوانتومی باشد.
دانشمندان با مشاهده سرعت صوت در ابرهای اتمی، مشابه با سرعت نور در فضا-زمان میتوانند پدیدههایی مانند مخروطهای خمیده نور، اثرات همگرایی گرانشی و بازتابها را در شبیهساز کوانتومی مشاهده کنند.
این برای نظریه کوانتومی گرانش چه معنایی دارد؟
یافتههای حاصل از مطالعه شبیهساز کوانتومی، دیدگاه تازهای را در مورد نظریه کوانتومی گرانش ارائه میکند و چگونگی رفتار ذرات کوانتومی در فضا-زمان منحنی را روشن میکند و این توانایی را به ما میدهد تا تعامل بین نسبیت و مکانیک کوانتومی را در یک محیط قابل دسترسیتر و کنترل شدهتر بررسی کنیم.
در حالی که شبیهساز کوانتومی به طور مستقیم، پیچیدگی کامل گرانش کوانتومی را شبیهسازی نمیکند، اما به عنوان یک ابزار ارزشمند برای مطالعه جنبههای خاص و به دست آوردن درک عمیقتر از اصول اساسی درگیر در این فرآیند عمل میکند.
این مطالعه راههای جدیدی را به روی فیزیکدانان باز میکند تا نظریههای میدان کوانتومی در فضا-زمان را کشف کنند و ما را به درک نیروهای بنیادی موجود در جهان نزدیکتر میکند.
این مطالعه در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.
منبع: ایسنا
سحابی خوش آب و رنگ کله ماهی در فضا ثبت شد+عکس
دستور ساخت جت ۱۰۰ نفره در ایران صادر شد
نقشه آبی زمین پس از نیم قرن دوباره کشیده شد+عکس
اقدامات وزارت بهداشت برای افزایش امید و انگیزه دستیاران پزشکی
به تشکلهای دانشجویی گرنت اعطا میشود
۷۵ دانشگاه ایرانی در میان برترینهای آسیا در رتبهبندی تایمز
نشست «سواد بصری در مد و لباس» برگزار میشود
اولین نکوداشت روانشناسان رضوی برگزار می شود
پذیرش دانشجوی دکتری در پژوهشگاهها قانونی است
جزییات برگزاری کنکور مجدد برای داوطلبان سیل زده اعلام شد
کتاب چشمها تنها برای دیدن نیستند منتشر شد
رمان اجتماعی معمایی آفرودیت در نمایشگاه کتاب عرضه میشود
انتشار وضعیت فرهنگی ایران در پیمایش ارزشهای جهانی
آدرخش و رقص فانتومها در نمایشگاه کتاب طنین میاندازد
مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کارشناسی ارشد پیام نور تمدید شد
ترقی در علم و دانش کشور مرهون تلاش معلمان و سنگربانان تعلیم و تربیت است
حمایت دانشگاه علوم پزشکی شیراز از بیماران مبتلا به به سلیاک
انتخاب عضو هیات علمی دانشگاه محقق اردبیلی به عنوان استاد نمونه کشوری
رئیس جهاد دانشگاهی کشور وارد گلستان شد
طرح پایش و ارتقای سلامت اعضای جهاد دانشگاهی سلامت محور است
بررسی تاریخ ایران در چهار سده نخستین پس از اسلام
حمایت ۳۷ میلیارد تومانی از طرحهای حوزه اینترنت کوانتومی
کسب رتبه دوم در بین شرکت های بورسی و افزایش فروش و تولید در داروسازی دانا
هدیه ۲ میلیونی وزیر آموزش و پرورش به حساب معلمان واریز شد
جذب امریه سربازی در سازمان جهاد دانشگاهی خواجه نصیر
۱۷۰ دانشجوی نخبه امروز به عمره مفرده اعزام میشوند
کلید اولیه نوبت اول کنکور سراسری سال ۱۴۰۳ منتشر شد
بازبینی مصوبه افزایش ۲۰ درصدی ظرفیت پزشکی شورایعالی انقلاب فرهنگی
جنگنده رادارگریز سوخو ۷۵ روسیه به ایران میآید؟
خودروی جدید که شبیه گربهها ساخته شده است+عکس
خودروهای ایرانی چشم کرهشمالی را گرفت+عکس
بازبینی مصوبه افزایش ۲۰ درصدی ظرفیت پزشکی شورایعالی انقلاب فرهنگی
تمدید مهلت ثبتنام در جشنواره علمی - پژوهشی پژوهشسراهای دانشآموزی
خدمات رایگان دندانپزشکی برای دانشآموزان ۶ تا ۱۴ ساله روستایی
موافقت با افزایش حقالزحمه ساعت اضافه تدریس معلمان
دیدار جمعی از معلمان با رهبر انقلاب در روز چهارشنبه
تصویب نقشه راه اجراییسازی سند تحول بنیادین آموزش و پرورش
کشف ۸ هزار و ۳۰ نفر دانش آموزان بازمانده از تحصیل در استان اصفهان
طحاننظیف: قانون اساسی به کلاسهای درس برده شود
احداث ۵ دهکده جامع ورزشی/ جذب نخبگان در دانشگاه فرهنگیان
تعلیق بودجه دانشگاه فرانسوی به دلیل حمایت از فلسطین
اعزام دو کاروان از دانشجویان بنیاد نخبگان به عمره آغاز شد
حمله خشونتآمیز پلیس نیویورک به دانشجویان حامی فلسطین در کلمبیا
آیین بزرگداشت مقام معلم در دانشگاه اصفهان برگزار شد
ثبتنام پشت کنکوریها جهت ترمیم نمره آغاز شد
دانشگاهیان کشور باید با شبکهسازی به جنبش دانشجویان جهان بپیوندند
برگزاری بیست و دومین نشست شورای عالی اتحادیه دانشگاهها و مراکز پژوهشی ساحلی و دریایی
آزمون مجدد برای کنکوریهای زیرکوه ۲۱ اردیبهشت برگزار میشود
چند دستگاه هیوندای کونا وارد ایران شد+عکس
موشک سنگین آنگارا-آ۵ با موفقیت پرتاب شد+عکس
ستاره نوترونی مرده در کهکشان به صورت ناگهانی زنده شد+عکس
سلاح قدیمی و کوچک اوکراینیها که روسیه را زمین گیر کرد+عکس
سوخوهای روسی که قرار بود به ایران بیایند کجا رفتند؟
تعرفه وحشتناک جیمیل با هوش مصنوعی اعلام شد
علم حکمی؛ لازمه دستیابی به تمدن نوین اسلامی
بازگشت سونی اکسپریا به یک طراحی جدید+عکس
مسئله جدی امروز، زیستجهان مدرن است که راه مقابله فرهنگی با آن، تعامل بیشتر با جوانان است
ناسا به صورت تصادفی مریخ را بمباران کرد
ویژگیهای خاص ساعت گران قیمت گواردیولا+عکس
این پهپاد ایرانی به دشمنان فرصت فرار نمیدهد+عکس
داوطلبان متقلب دستگاههای جاسوسی پیشرفته داشتند/احتمال محرومیت تا ۵ سال
فراخوان ثبت پرسشنامه در بانک اطلاعاتی ابزارهای سنجش سلامت و کیفیت زندگی
دستگیری ۲۵ نفر از داوطلبان متقلب کنکور/ حدود ۱۲ درصد داوطلبان غایب بودند
پذیرش دانشجوی دکتری تخصصی در پژوهشگاه اقیانوسشناسی
برای نگهداشت حرمت معلم بکوشیم
واریزهدیه روز معلم به حساب فرهنگیان؛ امشب/ پرداخت معوقات حقالتدریسها تا ۲ هفته دیگر
چاپ کتابی درباره سکوت و پایبندی در آثار آلبر کامو
مجموعه دفتر یادداشت روزانه داستایوفسکی به چاپ چهارم رسید
سرپرست دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی زابل منصوب شد
وعده صادق نتیجه دانشگاههای ما است
۸۸ هزار داوطلب آزمون دکتری سال ۱۴۰۳ انتخاب رشته کردند
اگر جریان علمی در کنار جریان دفاعی نبود بازدارندگی رقم نمی خورد
گوگل جایگزین یورگن کلوپ سرمربی لیورپول میشود
همه اجساد در خاک این شهر تجزیه نمیشود و سالم میماند+عکس
خودروهای پرنده غول پیکر در آسمان به پرواز درآمدند
کشف تازه از وجود سیاره نهم در منظومه شمسی
اسب سیاه مقابل تلسکوپ جیمز وب نمایان شد+عکس
تصاویر واقعی آیفون۱۶ در توییتر لو رفت+عکس
داخل ساختمانهای عجیب با علامت X در چین چه خبر است؟ +عکس
نکته عجیبی که در تلویزیون ۴K هواوی خبرساز شد
بازگشت سونی اکسپریا به یک طراحی جدید+عکس
همه اجساد در خاک این شهر تجزیه نمیشود و سالم میماند+عکس
سوخوهای روسی که قرار بود به ایران بیایند کجا رفتند؟
این پهپاد ایرانی به دشمنان فرصت فرار نمیدهد+عکس
نکته عجیبی که در تلویزیون ۴K هواوی خبرساز شد
سلاح قدیمی و کوچک اوکراینیها که روسیه را زمین گیر کرد+عکس
چند دستگاه هیوندای کونا وارد ایران شد+عکس
رونمایی از برادر فیدلیتی هیبریدی در دو مدل پنج و هفت نفره+عکس
هشدار اپل درباره این حرکت اشتباه هنگام شارژ آیفون
دستور ساخت جت ۱۰۰ نفره در ایران صادر شد
نقشه آبی زمین پس از نیم قرن دوباره کشیده شد+عکس
ویژگیهای خاص ساعت گران قیمت گواردیولا+عکس
رونمایی از موتور ۶ سیلندر ۴۰۰۰ سیسی ساخته محققان ایرانی+عکس
تغییرات غافل گیرکننده در iOS ۱۸ در راه است
موتور آمونیاک سوز تویوتا با قدرت بیشتر و آلایندگی کمتر
گوگل جایگزین یورگن کلوپ سرمربی لیورپول میشود
گشودن مقبره فراعنه مساوی با مرگ حتمی؟
ملاقات ستاره دنباله دار با ماه و مشتری و اورانوس+عکس
تعرفه وحشتناک جیمیل با هوش مصنوعی اعلام شد
پیکسل 8a گوگل برای گوشی سامسونگ شاخ و شانه کشید
ستاره نوترونی مرده در کهکشان به صورت ناگهانی زنده شد+عکس
نخبه ۱۲ ساله ایرانی در انجمن هوش مصنوعی شروع به کار کرد+عکس
داخل ساختمانهای عجیب با علامت X در چین چه خبر است؟ +عکس
خودروهای ایرانی چشم کرهشمالی را گرفت+عکس
سحابی خوش آب و رنگ کله ماهی در فضا ثبت شد+عکس
برچسب جدیدی که خودرو را در تابستان ۱۰ درجه خنکتر میکند+عکس
فرصت انتخاب رشته داوطلبان آزمون دکتری سال ۱۴۰۳ دوباره تمدید شد
ایمیل حمایتی روسای دانشگاههای ایران به دانشگاههای آمریکا
چگونه از تهران به گرگان برویم؟
دانشگاهها در مقابل ظلم و ستم همیشه ایستادهاند
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.