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.

علوم پزشکی باید بیمار محور و مبتنی بر اخلاق اسلامی باشد

اعلام نتایج نهایی ‌آزمون کاردانی فنی و حرفه‌ای سال ۱۴۰۲

افزایش اولویت‌های کارنامه سلامت روان دانشجویان

چگونه مدت زمان زیادی پشت میز درست بشینیم؟

چرا مردم اقلیم گرمسیر غذاهای گرم می‌خورند و نه سرد؟

چرا ما همیشه نگران هستیم و چگونه با آن کنار بیاییم؟

برترین دانشگاه‌های انگلیس از نگاه گاردین

جزئیات دوازدهمین نمایشگاه ملی کتاب دفاع مقدس تبیین می‌شود

نتایج پذیرش بدون آزمون کاردانی دانشگاه آزاد اسلامی اعلام شد

سازمان ملی سنجش و ارزشیابی نظام آموزش کشور زیر نظر رییس جمهور تشکیل می‌شود

زلفی گل: بهترین سالیان عمر رضوان‌طلب به شاگردپروری و ترجمه کتاب گذشت

زمان توزیع کارت آزمون استخدامی وزارت راه و شهرسازی اعلام شد

کسب ۲۴ رتبه برتر المپیاد علمی کشور توسط دانشجویان امیرکبیر

همایش آموزشی فرهنگی دانشجویان دختر حافظ قرآن کریم برگزار شد

جزئیات برنامه مشترک تربیت دستیار تخصصی در دانشگاه‌های علوم پزشکی

ساعت برگزاری کلاس‌های دانشکده فنی دخترانه شریعتی تغییر کرد

بیش از ۵۰ هزار دانشجوی عراقی در ایران تحصیل می کنند

مرور خاطرات جنگزدگان سوسنگرد، بستان و اهواز باچراغ‌های روشن شهر

ارتقای کیفیت آموزش با اولویت مدارس دولتی/ بهسازی و شاداب‌سازی این مدارس

آمار دقیقی از دانش‌آموزان استفاده‌کننده از فضای مجازی نداریم

کمبود ۲۰ هزار مراقب سلامت فعال در مدارس/ اجرای برنامه شیرمدرسه به شرط تامین اعتبار

حمایت از اعطای جایزه مصطفی در حوزه علوم انسانی

هشتمین جشنواره ملی هنرهای دیجیتال هِکاتوم در دانشگاه دامغان برگزار می‌شود

رتبه‌های کنکورِ آزمایشی را ملاک موفقیت خود قرار ندهیم

دبیر شورای انقلاب فرهنگی درگذشت استاد دانشگاه تهران را تسلیت گفت

صدور مجوز مهدهای کودک تا پایان آبان/شهریه‌ها ضابطه‌مند می‌شود

جایزه مصطفی(ص) ظرفیت ایجاد شبکه‌ای از نخبگان را در کشور دارد

آخرین به‌روزرسانی منابع آزمون کارشناسی ارشد پزشکی

ازدواج مانع تحصیل در مدرسه نیست

پیام تسلیت رئیس دانشگاه تهران در پی درگذشت استاد این دانشگاه

هایکوهای کفشدوزک خانم به بازار نشر رسید

نویسنده پرفروش کتاب‌های شطرنج درگذشت

‌ثبت‌نام دانش‌آموزان اتباع فاقد مدرک هویتی با برگه حمایت تحصیلی انجام می‌شود

دانش‌آموزان مدارس استثنایی از سازمان‌های فنی‌وحرفه‌ای و بهزیستی خدمات دریافت می‌کنند

باید درس سواد رسانه در دانشگاه فرهنگیان‌ تقویت شود

طرح تحصیل رتبه زیر ۵ هزار کنکور در دانشکده حکمرانی در دست اقدام است

گروه آموزش زبان فارسی در دانشگاه کراچی تشکیل می‌شود

حکم انتخاب ۱۲ رئیس دانشگاه‌ و پژوهشگاه‌ تایید شد

سخنگوی وزارت آموزش و پرورش منصوب شد

توزیع بسته‌های بهداشتی دوران بلوغ بین دختران دانش‌آموز مناطق محروم

نماینده چابهار: تعدادی از کلاس‌های درس فاقد معلم هستند

امروز آخرین مهلت ثبت‌نام آزمون پروانه کارشناسی رسمی دادگستری

افزایش دانشگاه‌های ایرانی در رتبه‌بندی تایمز

فرایند درخواست دفاع رساله دکتری دانشگاه علامه الکترونیکی شد

آموزش هوش مصنوعی و کدنویسی به دانش‌آموزان

نتیجه نهایی آزمون سراسری ۱۴۰۲ تا پایان هفته جاری اعلام می‌شود

سیراب از عطش تازه‌ترین اثر دفاع مقدسی سوره مهر به چاپ رسید

بهره‌برداری از ۶ واحد آموزشی در کاشان

برگزاری آزمون اصلح دانشگاه فرهنگیان، نیمه اول آبان

وحیدی: ۲۳ هزار کلاس درس فاقد معلم است/قالیباف: پیگیری می‌کنم

نحوه تعیین شهریه کودکستان‌ها اعلام شد/ صدور مجوز تاسیس کودکستان

افتخارآفرینی دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی زنجان در المپیاد علمی کشوری

متخصصان طب سنتی چطور می‌فهمند غذایی سرد است یا گرم؟

HIV چگونه منتقل نمی‌شود؟

چه کنیم تا دیرتر پیر شویم؟

آلرژی به گرده چیست و چگونه می‌توان آن را کنترل کرد؟

فرآیند ثبت نام و ضوابط آزمون تخصصی کارگزاران گمرکی اعلام شد

آغاز ثبت نام آزمون زبان MSRT نوبت مهر ۱۴۰۲ از فردا

پاسخ تپسی به مشکلات در سرویس مدارس؛ از ناآماده بودن زیرساخت‌ها تا بدقولی برخی دستگاه‌ها

میانگین کلاس‌های درس ابتدایی شهر تهران ۳۶ نفر است/فعالیت ۱۸۰ مدرسه ۲ نوبته

حراج کتابی که سگ آن را خورد

برگزاری جشن چهل‌ویکمین سالگرد تاسیس دانشگاه امام صادق (ع)

اخذ مجوز ۱۴۷ رشته محل جدید در مقطع کارشناسی ارشد/صدور مجوز ۱۵۵ رشته جدید کارشناسی

ویژه نامه سالگرد اغتشاشات ۱۴۰۱ منتشر شد

ما امروز با تهاجمی گسترده تر از جنگ تحمیلی روبرو هستیم

درگاه‌های مشارکت دانش‌آموزان در پویش مهر ریاست‌جمهوری به‌زودی اعلام می‌شود

سیاست دولت جذب معلم از طریق دانشگاه فرهنگیان است

آ‌غاز برگزاری اردوی راهیان پیشرفت و راهیان نور دانش‌آموزی از 15 مهر‌

‌مدارس ایرانی در عربستان مجددا بازگشایی می‌شوند

برده سوم اثر تمیم البرغوثی با ترجمه محمدرضا زائری در بازار کتاب عرضه شد

شبکه نخبگان دانشجویی در دانشگاه‌های علوم پزشکی تشکیل می‌شود

کسب رتبه دوم کشور توسط دانشگاه صنعتی امیرکبیر در رتبه‌بندی تایمز2024

جلیلی: آزمایشگاه‌های دانشگاه شریف در سال تحصیلی بروز می‌شود

پژمان‌فر: حقوق معلمان حق‌التدریسی پرداخت شود

دانشگاه‌ها ملزم به اجرای برنامه‌های نشاط آور در دانشگاه‌ها شدند

امروز پایان مهلت مجدد انتخاب رشته دکتری تخصصی علوم‌ پزشکی

واکنش دانشگاه تهران درباره اظهارات یک عضو هیات علمی تعلیق‌شده

تبدیل وضعیت ۲۸۷۱ استاد جذب شده در دولت سابق

نتایج انتخاب رشته کارشناسی ناپیوسته ۱۴۰۲ دانشگاه آزاد اعلام شد

آخرین مهلت دانشگاه‌ها برای تعیین تکلیف پرونده‌های متقاضیان جذب

جت‌های جنگنده سوخو-۵۷ و سوخو-۳۵ تحویل داده شد+عکس

پروژه بزرگ بن سلمان برای خانه دار کردن عرب‌ها+عکس

تصویر دیدنی از مرسدس بنز ساخت ایران+عکس

صادرات خودروی پیشرفته عربستان شروع شد+عکس

ربات انسان نمای تسلا همه را به وحشت انداخت+عکس

سرعت عجیب هواپیما در آسمان

بمب‌افکن غول پیکر آمریکایی که ۱۰۰ سال دیگر می‌تواند پرواز کند+عکس

خرج سنگین بن سلمان برای ساخت جنگنده نسل ششم+عکس

گفته اینشتین درباره آغاز جهان ثابت شد

کشف صندل ۶ هزار ساله در پای یک مومیایی+عکس

غبار عجیب روی گنجی که از فضا آمده+عکس

ربات انسان نمای آمریکایی که می‌خواهد بازیگر شود+عکس

روشی عجیب برای نوشتن روی آب+عکس

موشک پرقدرت آمریکا باعث دردسر روسیه شد+عکس

پهپاد سنگین وزنی که اژدر زیردریایی شلیک کرد+عکس

نقشه‌برداری قاره تازه کشف شده انجام شد+عکس

مراقبت باشید دستتان با این گوشی گران‌قیمت نسوزد+عکس

این خودروی آلمانی‌ با مونتاژ چین وارد ایران می‌شود+عکس

جنگنده نسل جدید چین با قدرت عملیاتی بالا+عکس

نیسان هاچ بک جدید خود را معرفی کرد+عکس

کپی‌برداری عجیب گوشی سامسونگ از آیفون+عکس

آیفون ۱۵ در نبرد با این گوشی جدید شکست خورد

آیفون ۱۵ پرو نتوانست روی این گوشی را کم کند+عکس

حلقه‌های جادویی که از فضا روی زمین قابل دیدن است+عکس

هشدار عجیب به مالکین این خودروهای خارجی

پروژه رویایی و هزینه بر مارک زاکربرگ و همسرش اعلام شد

کهکشان راه شیری در امواج گرانشی این طور به نظر می‌رسد

دوربین شیائومی ۱۴ پرو یک دوربین حرفه‌ای برای عکاسی+عکس

جنس شیشه جامد است یا مایع؟

کدی که در گوشی‌های آیفون مخفی شده است+عکس