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
chapta
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.

اشعار خواندنی شاعر قرن پنج هجری درباره حضرت علی‌اکبر(ع) و عاشورا

الزام دانشگاه‌ها به تامین اسکان اساتیدی که منزلشان آنها آسیب دیده است

اعلام جزئیات پذیرش دانشجو در دوره دکتری استاد محور دانشگاه تهران

پیگیری استفاده از ظرفیت‌های شورای عالی انقلاب فرهنگی برای موضوعات آموزش عالی

دل «مسجدالاقصی»ست، عزیز است و اسیر است/ بادا که رها گردد از بند شیاطین

نوحه‌ای سوزناک برای امام حسین (ع) که بدون حتی یک فعل، معنا را منتقل می‌کند

تهدید رهبر انقلاب اعلان جنگ با ‌مسلمانان است

انسان‌ساز تعالیم اسلام دعوت به صبر و پایمردی است

تدارک شبکه قرآن برای روزهای تاسوعا و عاشورای حسینی

ریشه جنایات صهیونیست‌ها در ماهیت تشکیلاتی و پادگان نظامی بودن اسرائیل نهفته است

ضرورت حفظ انسجام ملی و آمادگی هم‌زمان با جریان طبیعی زندگی مردم در روزهای پس از جنگ

در دانشگاه صنعتی شریف مصمم‌تر از قبل در راه توسعه علم و فناوری تلاش خواهیم کرد

اطلاعیه شماره 4 بانک سپه

دکتر پرتوافکنان عضو هیات مدیره بانک سپه در گفتگو با خبرگزاری صداوسیما از برقراری مجدد ارائه خدمات حضوری این بانک خبر داد

تشخیص خانگی سرطان و ایدز با نیم دلار هزینه

تبدیل آب آلوده به کود در ۶ ثانیه

آیا باید شارژرها را همیشه به برق متصل نگه داشت؟

پاکسازی سینوس‌های عفونی با ربات‌های فوق کوچک

ناتینگ فون ۳ با طراحی عجیب‌تر از همیشه معرفی شد

رونمایی از پنل‌های خورشیدی نانویی خودتمیزشونده

راههای موثر برای مقابله با اینترنت استارلینک؛ تسریع توسعه فیبرنوری

برگزاری کارگاه کشوری توانمندسازی نیروی انسانی آموزش ابتدایی

آخرین وضعیت زمان‌بندی ثبت‌نام دانش‌آموزان در مدارس/ ارائه کارت ورود به جلسه آزمون‌های سمپاد و نمونه از امروز

کاظمی: در هر شرایطی آموزش را ادامه خواهیم داد

چراغ سبز کنگره آمریکا به پروژه ناسا برای رسیدن به ماه

ارائه روشی نوین برای تحلیل گسل‌ها با دقت بالا

عکس روز ناسا از یک نواختر در دل آسمان

پای هوش مصنوعی گوگل به بازی‌های ویدیویی باز می‌شود

اعلام زمان برگزاری آزمون عملی و تشریحی آزمون کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۴

۳۴ دانشگاه ایرانی در جمع دانشگاه‌های تأثیرگذار تایمز سال ۲۰۲۵

اجرای آزمایشی طرح مدرسه اولیا در هر استان با انتخاب یک مدرسه آغاز خواهد شد

ایرانسل، اینترنت را گران کرد

تهویه هوا با هوش مصنوعی و صرفه جویی ۴۰درصدی انرژی

اولین قدم برای تحقق ژنوم مصنوعی انسان

انفجار دو نواختر جدید در آسمان

ویروس‌ جدید در خفاش‌ها شناسایی شد

چت جی‌پی‌تی از مردم خواست به این خبرنگار ایمیل بزنند!

فرمانده نیروی هوافضای سپاه در مراسم عزاداری سالار شهیدان

تصویر/ شمر امروز را بشناس

وقایع روز ششم محرم/ روزی که آب بر اهل بیت (ع) بسته شد

ترجمه قدیمی‌ترین مقتل امام علی(ع) به کتابفروشی‌ها آمد

روایت خواندنی بیهقی از حسین‌بن‌علی علیه السلام

دمیدن روح همبستگی در جامعه ضرورتی در روزهای پس از جنگ

تأملی در آیات برکت و نسبت آن با خاندان وحی

صحنه کربلا نماد دو چهره متضاد از انسان است

روح حاکم بر مقاومت عرفانی در ارتباط با توحید در زندگی است

خانواده امام حسین (ع) الگویی خاص از خانواده عاشورایی

۱۴ اقدام قرآنی که در شرایط بحرانی کشور صورت گرفت

مرد اول ایران که به قدرت و اقتدار او کسی نیامده

نرخ غذا و خوابگاه دانشجویی اواخر تیرماه اعلام می‌شود

تشریح اقدامات معاونت فرهنگی و دانشجویی وزارت بهداشت در دوران جنگ ۱۲ روزه

برگزاری امتحانات شهریور دانشگاه‌ها به صورت حضوری

نرم‌افزارهای نفوذ چگونه وارد کشور شده است؟

تصاویر جدید گلکسی واچ ۸ کلاسیک فاش شد

جزئیات تغییر ساعت کاری دانشگاه آزاد مشخص شد

اطلاعات ۶ میلیون مشتری شرکت هواپیمایی استرالیایی هک شد

چگونه اینترنت را در شرایط بحرانی امن کنیم

حمایت از دانشجویان در رشته‌های حساس علمی در دستور کار ایران

تبدیل زباله به گنج؛ بیرون کشیدن گرافن و هیدروژن از دل پسماند نفتی

آغاز پذیرش بدون آزمون دکتری به شیوه استادمحور در دانشگاه شهیدبهشتی

برگزاری امتحانات و ترم تابستان دانشگاه علمی کاربردی در این تاریخ

اپل احتمالا از اوپن‌ای‌آی یا آنتروپیک یاری می‌طلبد

جدیدترین تقویم آزمون‌های علوم پزشکی اعلام شد

سامانه‌ای نوآورانه که اثرگذاری داروهای شیمی‌درمانی را افزایش می‌دهد

صدور نمون برگ هدایت تحصیلی دانش‌آموزان در دهه سوم تیرماه/ افزایش ظرفیت پذیرش شاخه فنی و حرفه‌ای

فرصت ۴۵ روزه مدارس غیردولتی برای اعلام شهریه/۲ درصد مدارس شهریه ۱۰۰ تا ۱۴۵ میلیون تومانی دارند

اولین مدل پیش‌بینی تغییرات سطح آب زیرزمینی پس از زلزله طراحی شد

کشف مقادیر زیادی از پروتئین آلزایمر در نوزادان که برای آنها مضر نیست!

اپل از مهندس طراح سابق خود شکایت کرد

جلوگیری از بخارگرفتگی آینه‌ها با گرم‌کن نانویی بدون المنت

پنیر خوردن قبل خواب باعث دیدن کابوس می‌شود!

شروع مسابقات ورزشی دانش‌آموزان از ۲۱ تیرماه/ رقابت‌های ورزشی فرهنگیان به شهریور موکول شد

جزئیات برگزاری سیزدهمین سوگواره احلی من العسل در سراسر کشور

هوش مصنوعی می‌خواهد آرزوی گفت‌و‌گو با حیوانات را ممکن کند

اگر همین فردا انفجار اتمی رخ دهد، چقدر شانس زنده‌ ماندن داریم؟

افشای اطلاعات دولتی سوئیس در یک حمله سایبری

تاکسی هوایی ۲۰۲۶ به دبی می آید

تولید شبیه‌ساز جراحی لاپاراسکوپی با یک‌سوم قیمت نمونه خارجی

ظهور فناوری Li-Fi با سرعتی ۱۰۰ برابر Wi-Fi و امنیت رمزنگاری‌شده

تولید گوشت از پروتئین آفتابگردان؛ گامی به سوی امنیت غذایی

تصویر/ شمر امروز را بشناس

نوحه‌ای سوزناک برای امام حسین (ع) که بدون حتی یک فعل، معنا را منتقل می‌کند

روایت خواندنی بیهقی از حسین‌بن‌علی علیه السلام

ترجمه قدیمی‌ترین مقتل امام علی(ع) به کتابفروشی‌ها آمد

۱۴ اقدام قرآنی که در شرایط بحرانی کشور صورت گرفت

وقایع روز ششم محرم/ روزی که آب بر اهل بیت (ع) بسته شد

نمی‌توان حریم دیگران را نقض کرد؛ توجه امام حسین (ع) به محل شهادت‌اش

دل «مسجدالاقصی»ست، عزیز است و اسیر است/ بادا که رها گردد از بند شیاطین

اشعار خواندنی شاعر قرن پنج هجری درباره حضرت علی‌اکبر(ع) و عاشورا

تهدید رهبر انقلاب اعلان جنگ با ‌مسلمانان است

فتاوایی که گفتمان‌سازی در فقه امنیت دینی است

تأملی در آیات برکت و نسبت آن با خاندان وحی

صحنه کربلا نماد دو چهره متضاد از انسان است

انسان‌ساز تعالیم اسلام دعوت به صبر و پایمردی است

تدارک شبکه قرآن برای روزهای تاسوعا و عاشورای حسینی

دمیدن روح همبستگی در جامعه ضرورتی در روزهای پس از جنگ

خانواده امام حسین (ع) الگویی خاص از خانواده عاشورایی

پیگیری وزارت بهداشت برای اجرای قانون بیمه دستیاران

اعلام زمان اتمام مرخصی تابستانه اساتید و کارکنان دانشگاه‌ها

تصویر مریخ‌نورد کنجکاوی از برآمدگی‌های مرموز مریخ

چه عواملی بر باروری مردان تأثیر می‌گذارد؟

کشف یک اندامک جدید درون سلول انسان

نامه سرگشاده نویسندگان به ناشران برای محدود کردن هوش مصنوعی

سازوکارهای مدیریت بحران در عصر هوش مصنوعی

توانمندسازی هنرآموزان با روش تدریس یادگیری وظیفه مدار/ شرط صدور مجوز تاسیس هنرستان‌ هوانوردی

آنالیز تصاویر پزشکی مبتنی بر هوش مصنوعی

کاهش عوارض شیمی درمانی با نانودارورسان‌های هدف‌گیر سرطان

تبدیل آب آلوده به کود در ۶ ثانیه

نگاهی به دستاوردهای شهید طهرانچی در دانشگاه آزاد

۳۴ دانشگاه ایرانی در جمع دانشگاه‌های تأثیرگذار تایمز سال ۲۰۲۵