کد خبر: 137060
ف
این پیچ و تاب‌های فضایی با سیاه‌چاله‌ها اشتباه گرفته شدند
یک مقاله جدید نحوه تعامل نور با اجرام نظری به نام "سالیتون‌های توپولوژیک" را مورد بحث قرار می‌دهد که «پیچ‌خوردگی‌هایی در بافت فضا-زمان» هستند که دقیقاً شبیه به سیاه‌چاله‌ها هستند و این گونه مطرح می‌کند که احتمالا برخی از چیزهایی را که ما سیاه‌چاله می‌پنداریم، همین درهم‌تنیدگی‌ها در بافت فضا-زمان هستند.

به گزارش ثریا فیزیکدانان پیچ و تاب عجیبی را در فضا-زمان کشف کرده‌اند که می‌توانند به جای سیاه‌چاله‌ها اشتباه گرفته شوند.

بر اساس مطالعه جدیدی که به تازگی در مجله Physical Review D منتشر شده است، این پیچ خوردگی‌های نظری در تار و پود فضا-زمان که به عنوان «سالیتون‌های توپولوژیک» شناخته می‌شوند، می‌توانند در سراسر جهان کمین کرده باشند و یافتن آنها می‌تواند درک ما از فیزیک کوانتومی را گسترش دهد.

سیاه‌چاله‌ها شاید ناامیدکننده‌ترین جرمی باشند که تا به حال در علم کشف شده است. نظریه نسبیت عام اینشتین وجود آنها را پیش‌بینی کرده و ستاره‌شناسان می‌دانند که چگونه شکل می‌گیرند و تنها چیزی که لازم است این است که یک ستاره پرجرم زیر وزن خود فرو بپاشد و گرانش بدون وجود هیچ نیروی دیگری که در برابر آن مقاومت کند، تا زمانی که تمام مواد ستاره به یک نقطه بی‌نهایت کوچک فشرده شود که به عنوان تکینگی شناخته می‌شود، مواد را به داخل خود می‌کشد.

تکینگی گرانشی یا تکینگی فضا-زمان موقعیتی در فضا-زمان است که طبق پیش‌بینی نسبیت عام، در آن چگالی و میدان گرانشی یک جرم آسمانی بی‌نهایت می‌شوند، به ‌طوری که دیگر این کمیت‌ها وابسته به دستگاه مختصات مورد استفاده نخواهند بود. این کمیت‌ها، همان انحنای فضا-زمان هستند که شاخصی از چگالی ماده هستند.

تکینگی فضا-زمان دو نوع مهم دارد که تکینگی منحنی و تکینگی مخروطی نامیده می‌شوند. کمیت‌هایی که برای اندازه‌گیری قدرت میدان گرانشی مورد استفاده قرار می‌گیرند، خمیدگی‌هایی از فضا-زمان هستند که چگالی ماده را نیز می‌سنجند. از آنجا که چنین کمیت‌هایی در نقطه تکینگی بی‌نهایت می‌شوند، قوانین فضا-زمان معمولی نیز در چنین نقاطی می‌شکنند.

فضا-زمان عبارت است از یک مدل ریاضی که زمان و فضا را به صورت درهم‌تنیده و به عنوان یک کمیت پیوسته با یکدیگر ترکیب می‌کند. بر اساس فرضیات مفهوم فضای اقلیدسی، جهان، سه بعد مکانی و یک بعد زمانی مستقل از هم دارد. در فضا-زمان سه بعد فضا و یک بعد زمان درهم ادغام می‌شوند و یک محیط پیوسته چهار بعدی را ایجاد می‌کنند.

فیزیکدان‌ها با ترکیب فضا و زمان و ایجاد یک محیط خمیده واحد، توانسته‌اند نظریه‌های فیزیک را هم در سطح کیهانی و هم در بعد اتمی ساده‌سازی کنند.

نکته اینجاست که اطراف آن تکینگی که تعریف آن آورده شد، یک «افق رویداد» وجود دارد که یک مرز نامرئی است که لبه سیاه‌چاله را مشخص می‌کند. هر چیزی که از افق رویداد عبور کند، هرگز نمی‌تواند از آن خارج شود.

اما مشکل اصلی این است که نقاطی با چگالی نامحدود واقعاً نمی‌توانند وجود داشته باشند. بنابراین در حالی که نسبیت عام وجود سیاه‌چاله‌ها را پیش‌بینی می‌کند و ما اجرام نجومی زیادی پیدا کرده‌ایم که دقیقاً همانطور که نظریه اینشتین پیش‌بینی کرده رفتار می‌کنند، می‌دانیم که هنوز تصویر کاملی نداریم. می‌دانیم که تکینگی باید با چیزی معقول‌تر جایگزین شود، اما نمی‌دانیم آن چیز چیست.

پی بردن به آن مستلزم درک بسیار قوی از گرانش در مقیاس‌های بسیار کوچک است، چیزی که گرانش کوانتومی نامیده می‌شود.

تا به امروز، ما هیچ نظریه کوانتومی قابل قبولی در مورد گرانش نداریم، اما چندین نامزد داریم. یکی از این نامزدها، نظریه ریسمان است، مدلی که نشان می دهد تمام ذرات تشکیل دهنده جهان ما واقعاً از ریسمان‌های ارتعاشی کوچک ساخته شده‌اند.

نظریه ریسمان(String theory) یک چهارچوب نظری فراهم می‌آورد که در آن ذرات نقطه‌ای فیزیک ذرات با اشیاء یک بعدی به نام ریسمان‌ها جایگزین شده‌اند. این نظریه به توصیف این می‌پردازد که چگونه ریسمان‌ها در فضا منتشر شده و با همدیگر برهم‌کنش می‌کنند. در مقیاس‌های بزرگ‌تر از ابعاد ریسمان‌ها، ریسمان‌ها شبیه ذرات نقطه‌ای هستند که جرم، بار و دیگر خواص آنها توسط وضعیت ارتعاشی هر ریسمان مشخص می‌شود.

در نظریه ریسمان، یکی از حالت‌های متعدد ارتعاشی متناظر با گراویتون است که ذره‌ای در مکانیک کوانتومی است که نیروی گرانش را حمل می‌کند، لذا نظریه ریسمان به نوعی نظریه گرانشی کوانتوم هم هست.

نظریه ریسمان موضوع گسترده و متنوعی است که تلاش دارد تا تعدادی از مسائل عمیق فیزیک بنیادی را حل کند. نظریه ریسمان برای مسائل متعددی در فیزیک سیاه‌چاله و کیهان‌شناسی اولیه جهان اعمال شده و موجب پیشرفت‌های عمده‌ای در ریاضیات محض گردیده‌ است.

هنوز مشخص نیست که نظریه ریسمان تا چه حد توصیف‌کننده جهان واقعی است یا این که اصولاً این نظریه تا چه میزان آزادی عمل در انتخاب جزئیاتش را خواهد داد.

نظریه ریسمان اولین بار در اواخر دهه ۱۹۶۰ میلادی به عنوان نظریه‌ای برای نیروی هسته‌ای قوی مورد مطالعه قرار می‌گرفت، تا اینکه به عنوان هدف کرومودینامیک کوانتومی مورد مطالعه قرار گرفت. سپس مشخص شد که دقیقاً همان ویژگی‌هایی که مطالعه نظریه ریسمان‌ها را به عنوان نظریه‌ای برای نیروی هسته‌ای قوی نامناسب می‌ساخت، آن را کاندید امیدوار کننده‌ای برای نظریه گرانش کوانتومی می‌کند.

اولین نسخه‌های نظریه ریسمان، یعنی نظریه ریسمان بوزونی، تنها ذره‌هایی به نام بوزون‌ها را به کار می‌گرفت. بعدها نظریه ریسمان به نظریه ابرریسمان گسترش پیدا کرد که رابطه ابرتقارنی بین بوزون‌ها و دسته‌ای دیگر از ذرات به نام فرمیون‌ها را فرض قرار می‌داد. قبل از اینکه در اواسط دهه ۱۹۹۰ میلادی حدسی زده شود مبنی بر اینکه تمام نسخه‌های نظریه ریسمان حالت‌های محدودتری از نظریه ریسمان ۱۱ بعدی، به نام نظریه M است، پنج نسخه سازگار از نظریه ریسمان‌ها وجود داشت.

در اواخر ۱۹۹۷ میلادی، نظریه پردازان رابطه مهمی به نام تناظر AdS/CFT را کشف کردند، که نظریه ریسمان‌ها را به دیگر نظریه فیزیکی به نام نظریه میدان‌های کوانتومی مرتبط می‌ساخت.

رشته‌های مطرح شده در نظریه ریسمان برای توضیح طیف گسترده‌ای از ذرات ساکن در جهان ما نمی‌توانند فقط در سه بعد فضایی معمولی ارتعاش کنند. نظریه ریسمان وجود ابعاد اضافی را پیش‌بینی می‌کند که همگی در مقیاسی کوچک و غیرقابل درک روی خودشان جمع شده‌اند و این یعنی آن‌قدر کوچک که نمی‌توانیم بگوییم این ابعاد آنجا وجود دارند.

این عملِ جمع کردنِ ابعاد فضایی اضافی در مقیاس‌های بسیار کوچک می‌تواند به اشیای بسیار جالبی منجر شود.

پژوهشگران در این مطالعه جدید پیشنهاد کردند که این ابعاد اضافی فشرده می‌توانند منجر به نقص شوند. مانند چروکی که هر چقدر هم که پیراهن خود را اتو می‌کنید، نمی‌توانید از شر آن خلاص شوید، این عیوب نیز پایدار و نقص‌هایی دائمی در ساختار فضا-زمان یا همان «سالیتون توپولوژیک» هستند.

فیزیکدانان می‌گویند این سالیتون‌ها تا حد زیادی شبیه به سیاه‌چاله‌ها به نظر می‌رسند و مانند آنها نیز عمل می‌کنند.

پژوهشگران بررسی کردند که پرتوهای نور هنگام عبور از نزدیکی یکی از این سالیتون‌ها چگونه رفتار می‌کنند. آنها دریافتند که سالیتون‌ها تقریباً به همان روشی که یک سیاه‌چاله روی نور تأثیر می‌گذارد، اثر می‌گذارند. نور در اطراف سالیتون‌ها خم می‌شود و حلقه‌های مداری پایدار تشکیل می‌دهد و سالیتون ها سایه می‌اندازند.

به عبارت دیگر در تصاویر معروف تلسکوپ افق رویداد که برای اولین بار در تاریخ در سال ۲۰۱۹ روی سیاه‌چاله M۸۷* بزرگ‌نمایی کرد، اگر به جای یک سیاه‌چاله، سالیتون‌ها در مرکز تصویر باشند، تقریباً یکسان به نظر می‌رسند.

اما وقتی از نزدیک این اجرام را بررسی کنید، این شباهت به پایان می رسد. سالیتون‌های توپولوژیک، تکینگی نیستند، بنابراین افق رویداد ندارند. شما می‌توانید هر چقدر که می‌خواهید به یک سالیتون نزدیک شوید و همچنین هر وقت بخواهید می‌توانید آن را ترک کنید.

متأسفانه ما هیچ سیاه‌چاله‌ای که به اندازه کافی به ما نزدیک باشد، نداریم که بتوانیم در اطراف آن کاوش کنیم و بنابراین فقط می‌توانیم به مشاهدات اجرام دور اعتماد کنیم.

اگر هر سالیتون توپولوژیکی کشف شود، مکاشفه آن نه تنها یک بینش وسیع از ماهیت گرانش به ما می‌دهد، بلکه ما را قادر می‌سازد تا به طور مستقیم ماهیت گرانش کوانتومی و نظریه ریسمان را نیز مطالعه کنیم.

منبع: ایسنا


مرتبط ها
ارسال نظر
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
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.

نمرات دانش‌آموزان پایه نهم‌ تا 11 تیر در سامانه سیدا اعلام می‌شود

یازدهمین دورهمی نوجوانان کتابخوان برگزار می‌شود

آموزش چگونگی کار بهینه در زمان کوتاه‌تر

تصویب تاسیس منطقه بین‌المللی نوآوری و آیین‌نامه جذب دانشجویان خارجی

بهره‌برداری از ۱۷ آزمایشگاه دانشگاه شریف

پرداخت هزینه تشویقی برای سوادآموزی

باوجود رتبه‌بندی حقوق معلمان نیاز به افزایش دارد

تقویت مدارس دولتی در دستور کار کاندیدای انتخابات ریاست جمهوری

مدارس غیردولتی خلاف قانون «شهریه» بگیرند، جریمه می‌شوند

اختلاس ۸ هزار میلیاردی در دولت قبل

توقف سند تحول بنیادین ناشی از فقدان نقشه راه بود/ از سرگیری اجرای سند در دولت شهید جمهور

نامزدهای جبهه انقلاب با بصیرت و اخلاص، صحنه پیچیده سیاسی کشور را درک کنند

توضیح دانشگاه شریف در خصوص عدم صدور مجوز حضور ظریف در این دانشگاه

نامه وزارت علوم درباره امکان تبدیل وضعیت استخدامی اعضای هیئت علمی

درخواست جمعی از روسای دانشگاه‌ها برای وحدت نامزدهای انتخابات

کتاب عیدگاه برای نوجوانان روانه بازار نشر شد

ثبت‌نام و انتخاب رشته دوره کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۳ تمدید شد

جلسه اتاق تحلیل وضعیت مهاجرت برگزار شد

‌رییس جمهور شهید، خودش را برای مردم وقف کرد

گسترش همکاری‌های بین‌المللی دانشگاه آزاد و دانشگاه‌های تاتارستان

اختصاص بیش از ۲۷ میلیارد تومان برای تجهیز آزمایشگاه‌های شریف

مهلت دفاع از پایان نامه و رساله در دانشگاه پیام نور تمدید شد

مدیر انتشارات مروارید درگذشت

انتشار ۲ رمان از خبرنگار حوادث

انتشار ۲ رمان از خبرنگار حوادث

کتابی که زن زندانی را آزاد کرد

پوستر چهارمین جشنواره امامت و مهدویت رونمایی شد

اعضای شورای عالی سیزدهمین آیین اعطای تندیس ملی فداکاری به دانشجویان ایران منصوب شدند

13 مصوبه جدید ‌هیات‌امنای سازمان تعلیم و تربیت کودک

تیم المپیاد ریاضی‌ امروز به چین اعزام می‌شوند؛ حضور ‌دانش‌آموزان ایرانی در المپیاد جهانی انگلستان تا دو هفته دیگر

‌نمرات دانش‌آموزان پایه نهم‌ تا 11 تیر در سامانه سیدا اعلام می‌ش

سرانه فضای آموزشی کشور به ۵ متر و ۳۵ سانتی متر رسیده است

نخستین دانشمند با مغز و تاریخ به کتابفروشی‌ها آمد

دعوت دانشگاه جامع علمی کاربردی برای مشارکت حداکثری در انتخابات

عرضه زیر خط جنگ با دیگری در بازار نشر

اعلام آمار نهایی انتخاب رشته کنندگان در آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۳

دوره تبیین ولایت در خطبه غدیر در دانشگاه تهران برگزار می‌شود

نامه وزارت علوم درباره امکان تبدیل وضعیت استخدامی اعضاء هیأت علمی

میزگردهای فرهنگی نامزدهای پاستور ۱۴ و جای خالی آموزش عالی و فناوری

امروز؛ آغاز ثبت‌نام آزمون زبان MSRT مردادماه ۱۴۰۳

شبهه شورایعالی انقلاب فرهنگی برای تغییر نام دانشگاه فنی‌وحرفه‌ای

معیشت معلمان» و «ثبات مدیریت در آموزش و پرورش؛ خواسته‌هایی از رئیس دولت چهاردهم

مهر امسال ۱۶.۵ میلیون دانش‌آموز راهی کلاس درس می‌شوند

ثبت‌نام پایه دهم مدارس شاهد بعد از صدور برگه هدایت تحصیلی

امشب، آخرین مهلت ثبت نام دوره کاردانی به کارشناسی

تخریب دانشگاه نفت و گاز اوکراین با حمله روسیه

عرضه چاپ چهارم رمان هادی»در کتابفروشی‌ها

مهمونی غدیر و جهاد تبیین در موکب عمار یاسر

خیرین، عزیز خالق و مخلوق و صاحب عزت دنیوی و اخروی هستند

محدوده جغرافیایی مدارس برای ثبت‌نام دانش‌آموزان تغییر کرد

معضل دانشگاه‌ها برای دولت جدید انگلیس

درخشش دانشجویان امیرکبیر در مسابقات‌ بین‌المللی برنامه‌سازی دانشجویی

اولین جشنواره تولیدات آثار مردمی عید غدیرخم برگزار می‌شود

اطلاعیه دانشگاه شریف درباره دعوت از نامزدهای ریاست جمهوری

رئیس جدید پژوهشگاه مطالعات اسلامی جامعه الزهرا(س) منصوب شد

رئیس جدید پژوهشگاه مطالعات اسلامی جامعه الزهرا(س) منصوب شد

تجلیل از خانواده رییس‌جمهور شهید در آیین اعطای تندیس فداکاری

حضور دانشگاه شریف در جشن کیلومتری غدیر

انتشار خبر خوب خبر بد

افتتاح نخستین اردوگاه‌ دانش‌آموزان استثنایی در همدان با حضور وزیر آموزش و پرورش

کتاب‌های آموزشی ‌دانش‌آموزان با نیازهای ویژه باید عمل‌گرا باشد

فعالیت‌های دولت شهید جمهور در اجرایی‌سازی سند تحول‌؛ از تصویب نقشه راه اجرایی‌ تا اختصاص ردیف بودجه مستقل

تدوین چهارمین برنامه راهبردی دانشگاه تهران بر اساس مسئله‌محوری

پذیرش ۸۰ دانشجوی عراقی در دانشگاه علامه‌ برای دوره ارشد

ثبت‌نام و انتخاب رشته ۱۷ هزار داوطلب در پذیرش کاردانی به کارشناسی

جزییات آزمون‌های ارزیابی علمی دانشجویان انتقالی علوم پزشکی ۱۴۰۳

ثبت‌نام آزمون msrt از فردا ۳ تیر ماه آغاز می‌شود

نامزدها برنامه مشخصی برای ارتقای تولید علم ارائه ندادند

حدود یک میلیون دانش‌آموزان رای اولی هستند

‌تفاهم‌نامه سبد بیمه‌ای آموزش‌وپرورش امضا شد؛ 9 استان با بیمه معلم، 23 استان با بیمه دانا‌

شروع رسمی فعالیت‌های تابستانی دانش‌آموزان از فردا

سرانه فضای آموزشی کشور بیش از ۵ متر است

تمدیدثبت‌نام داوطلبان شرکت در مصاحبه آزمون دکتری تخصصی دانشگاه آزاد

افزایش ۱۰ هزار تخت به تخت‌های خوابگاهی دانشجویان در دولت سیزدهم

تمدید ثبت‌نام مصاحبه دوره بدون آزمون دکتری تخصصی ویژه استعدادهای درخشان

ترجمه شیفت شب در کتابفروشی‌ها

مخبر ذزفولی: دانشگاه باید جسارت نوشتن کتاب‌های مرجع را بیابد

۶ تیرماه آخرین مهلت انتخاب واحد ترم تابستان دانشجویان پیام نور

بهبود آموزش دانشجویان پزشکی با افزایش کارورزی پزشکی خانواده

دومین نشان عالی دانش دانشگاه تهران، به ۱۱ چهره علمی اعطا می‌شود

دستورالعمل انتخاب دانشگاه برتر ابلاغ شد

صدور ۷ هزار ردیف استخدامی برای جذب نخبگان در دولت

اختصاص ۳۰۳ ظرفیت بورس کارشناسی ارشد در شرکت‌های دانش بنیان

برگزیدگان روایت‌نویسی نمایشگاه کتاب معرفی شدند

شرایط دانشکده‌ها برای پذیرش دانشجوی پزشکی اعلام شد

لزوم تدوین برنامه مدون و جامع برای ترویج علم و فناوری در دولت آینده

رئیس کمیته ستاد دانشگاهیان قالیباف منصوب شد

ایجاد ۱۵ رشته جدید در مقطع کارشناسی ارشد در دانشگاه انقلاب اسلامی

اعلام اسامی چندبرابر ظرفیت پذیرش دانشجومعلم و نمره‌کل نوبت اول کنکور ۱۴۰۳

آگهی/ معلم خصوصی ریاضی

آگهی/ آیا تمیز کردن مبل مخمل در خانه کار دشواری است؟

همکاری دانشگاه‌های ایران و عراق؛ از اجلاس رؤسا تا تاسیس شعب خارجی

فهرست دانشگاه‌هایی که مأمور بازنگری برنامه‌های درسی شدند

واکنش وزارت علوم به اظهارات مشاور پزشکیان در برنامه تلویزیونی

ثبت‌نام و انتخاب رشته بیش از ۸۰۰۰ داوطلب در دوره کاردانی به کارشناسی ناپیوسته

لزوم تکمیل پروژه‌های نیمه‌تمام آموزشی توسط دولت چهاردهم

آغاز کمپین حماسه جمهور برای بیان انتظارات نوجوانان از رئیس جمهور

جزییات زمان‌بندی ثبت‌نام ترم تابستان دانشگاه آزاد اعلام شد

نام‌نویسی دوره جدید طرح دانشجو معلم قرآن آغاز شد

برای ایجاد رفاه و کرامت انسانی باید از دانشگاهیان کمک گرفت

زمینه ورود فعالان دانشجویی به عرصه کارآفرینی فراهم شود

فاضلی توسط رییس دانشگاه منصوب دولت روحانی از دانشگاه اخراج شد

اعلام اسامی چند برابر ظرفیت دانشجو- معلم و نمره کل نوبت اول کنکور

نامزدها در مناظرات به بیان توانایی‌ها و شایستگی‌های خود بپردازند

ساخت ۵۲۰ کلاس درس برای دانش‌آموزان با نیازهای ویژه در دولت سیزدهم

انتخاب واحد تابستان دانشگاه آزاد از ۱۸ تیر آغاز می‌شود

افتتاح پروژه‌های جدید وزارت علوم در روزهای آینده

تمامی اعتراضات آزمون دستیاری پیش از صدور کارنامه بررسی و اعمال شد

شهریه مدارس غیردولتی بین 10 تا 80 میلیون تومان‌؛ شهریه نیم‌درصد مدارس بعدا اعلام می‌شود

شیوه آموزش علوم پایه در دبیرستان‌ها باید تغییر کند