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.

ترجمه فرزانه طاهری از پدران و پسران به چاپ دوم رسید

ترجمه معمای پیچیده برای نوجوانان منتشر شد

ارتباط دانشگاه و صنعت کامل توسعه نیافته است/تلاش وزارت علوم برای بهبود درآمد دانشگاه‌ها

اساتید اجازه ندهند دانشجویان در دام دشمنان قسم‌خورده ملت بیفتند

تمام نوآوری‌های پانزدهمین المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی

چهارصدمین شماره جهان کتاب منتشر شد

امکان همکاری با معلمان خرید خدماتی در صورت صدور مجوز/ حجمی از کتب درسی بهتر است حذف شود

جزئیات آزمون مدارس در پایان هر دوره سه‌ساله تحصیلی/ رتبه‌های ۱ تا۱۰کنکورسال قبل معدل۲۰ نداشتند

آموزش و پرورش در صدد جذب مشاور برای مدارس/ ایجاد مدارس شبانه‌روزی در استان‌های مرزی

کسب ۷ رتبه برتر المپیاد علمی توسط دانشجویان دانشگاه علامه‌

برنامه‌ریزی برای برگزاری اردوهای مذهبی در دانشگاه‌ها

آغاز ثبت نام دانشجویان نوورود شریف از ۱۵ مهرماه

آغاز مهلت مجدد انتخاب رشته آزمون دکتری وزارت بهداشت

نحوه پرداخت وام شهریه دانشجویان علوم‌پزشکی چگونه است؟

برچسب مخفی‌ای که اپل روی جعبه‌های آیفون ۱۵ نصب کرده+عکس

لوازم آرایش دو هزار ساله باربی در شهر باستانی ترکیه+عکس

کشف یخچال ۲ هزار ساله با فناوری در روم باستان+عکس

تیپ جدید میرسلیم در صحن مجلس+عکس

بازیگران معروف به یاد آرش میراحمدی پا به توپ شدند+عکس

کشف ۸ مومیایی عجیب بقچه پیچ+عکس

بنرهای دیدنی شهرداری تهران برای دانش‌آموزان+عکس

حمایت از زیست بوم دانش بنیان یک ضرورت ملی

همکاری دو قطب علمی کشور در صنعت بازی‌های دیجیتال

ضرورت آگاهی در زمینه اقتصاد دانش‌بنیان

کشوری که در توسعه جت‌های مافوق‌ صوت اول است

پرواز اولین جت لیلیوم در آسمان+عکس

رنگ‌بندی جذاب گوشی‌های گوگل+عکس

سیستم عامل جدیدی که هواوی را نجات می‌دهد

این کشور آسیایی برای اولین بار به مدار مریخ رسید

هدفون‌های مقرون به صرفه شیائومی برای کم کردن روی رقبا+عکس

پیشنهاد عجیب بازیگر معروف برای سفر فضایی

اشتباه عجیب اپل در ساخت آیفون ۱۵ لو رفت

مجوز دیش‌های جدید استارلینک صادر شد+عکس

غول‌های فناوری در این کشور آسیایی سرمایه‌گذاری می‌کنند

سیارکی که از ۱۰۰ میلیون کیلومتر آن طرف‌تر به زمین آمد+عکس

صورت زن ۴ هزار ساله اسکاتلندی بازسازی شد+عکس

موشک آمریکایی به جو زمین رحم نکرد و سوراخش کرد+عکس

وزیر آموزش و پرورش: شاد محل امنی برای دانش‌آموزان است

توزیع شیر رایگان در مدارس؛ نویدبخش تقویت سلامت دانش‌آموزان

توزیع 40 هزار بسته نوشت‌افزار ایرانی بین دانش‌آموزان عشایری

آن پریزاد سبزپوش آمد

ترجمه حجیم‌ترین کتاب برنده بوکر در ایران

ترسیم افق جدید دانشگاه‌های علوم پزشکی در دستیابی به مرجعیت علمی

همکاری‌ علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران با یک دانشگاه تایلندی

مجموعه اشارات ناشنوایان رونمایی می‌شود

کتاب تحلیل مبانی فلسفی ظهور بحران محیط‌زیست منتشر شد

دانشجویان الکترونیکی حاضر غایب می شوند

واکنش تپسی به عدم ارائه سرویس مدرسه: از فردا به صورت تدریجی انجام می‌شود

مشکل سرویس مدارس استثنایی برطرف شد

زنگ نماز در مدارس کشور نواخته شد

آغاز تکمیل فرم الکترونیکی کارنامه سلامت دانشجویان دانشگاه تهران

آغاز سال تحصیلی جدید دانشجویان دانشگاه علم و فرهنگ با حضور رییس جهاددانشگاهی

کتابخانه ای برای روشندلان استان تهران

جشنواره فرهنگی دانشگاه تهران همزمان با دهه فجر انقلاب برگزار می‌شود

آزمون‌ سمپاد متکی به هوش و تحلیل است/ ۷۰۰ مدرسه و ۱۳۰ هزار دانش‌آموز سمپادی در کشور داریم

هنرستانها ظرفیت ثبت‌نام «معدل ۲۰»ها را نداشتند / بررسی انتقال هدایت تحصیلی به مقطع ابتدایی

آمادگی دانشگاه‌ها برای بازگشایی هرچه با شکوه‌تر سال جدید تحصیلی

دانشجویان دانشگاه شریف در المپیاد علمی کشور ۹ مدال کسب کردند

خوابگاه‌های دانشگاه تهران بهسازی و آماده ورود دانشجویان شد

کلنگ احداث استاد سرای دانشگاه صنعتی شریف به زمین زده شد

فرصت انتخاب رشته در مرحله تکمیل ظرفیت آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد

نفرات برتر المپیاد دانشجویی برای معرفی به دانشگاه درخواست دهند

ثبت‌نام بورسیه دانشجویان مستعد دانشگاه تهران آغاز شد

اندروید ۱۴ به ابزارهای گذشته بر می‌گردد

ربات پلیس در نیویورک شروع به گشت‌زنی کرد+عکس

مریخ‌نورد هند به خواب ابدی فرو رفت

حرف زدن انسان‌ها با حیوانات ممکن می‌شود

درباره خوب و بد کافئین بدانید!

افشای اطلاعات در ایکس باکس که نباید لو می‌رفت

علائم و نشانه‌های بیماری لایم چیست و چند مرحله دارد؟

موشک‌های ایلان ماسک باز هم رکورد زدند

ساخت گلوله‌های جدید به اندازه یک بذر+عکس

10 راهکار برای اینکه همیشه با اعتماد به نفس راه بروید!

یک واقعیت تلخ درباره آیفون ۱۵ که فاش شد+عکس

فولکس زیبایی که تبدیل به یک خانه شد+عکس

مغز انسان در مریخ رنگ‌ها را چطور می‌بینید؟

گران‌ترین خودروی جهان که مسی صاحب آن است+عکس

اسلحه عجیب جنگ‌های باستانی در اسپانیا کشف شد+عکس

آخرین مدل تویوتا با قیمت کمتر از ۲ میلیارد تومان+عکس

پراید چینی با قیمت فوق‌العاده ارزان+عکس

پراید چینی با قیمت فوق‌العاده ارزان+عکس

رانش زمین این گنج گران قیمت را آشکار کرد+عکس

موشک دومرحله ای ایران با نامی خاص+عکس

پرنده‌ای که در مریخ دیده شد+عکس

کشف مومیایی ۶ کودک توسط کارگران شرکت لوله‌کشی گاز+عکس

فناوری عجیب جنگنده اف ۳۵ که خلبان‌ها آن را دوست ندارند

پروژه بلندپروازانه بن سلمان که بعید است به سرانجام برسد+عکس

ساخت گلوله‌های جدید به اندازه یک بذر+عکس

موجود عجیبی که فقط ۲ ماه عمر می‌کند+عکس

وسیله نقلیه جدید هوندا که مثل چمدان قابل سوار شدن است+عکس

یک اقیانوس در قمر مشتری کشف شد

کشف عجیب از گنج فرعون در زیر آب+عکس

اولین تصویر واقعی از آیفون ۱۵ +عکس

تصویری که فضانورد زن ایرانی به زمین مخابره کرد+عکس

کشف یخچال ۲ هزار ساله با فناوری در روم باستان+عکس

اسلحه عجیب جنگ‌های باستانی در اسپانیا کشف شد+عکس

قدرت نمایی دو موشک بزرگ ایران در رژه نیروهای مسلح+عکس

مکان‌های خاصی که گوگل مپ نشان نمی‌دهد

وضعیت گوشی هواوی پس از رد شدن غلتک ۲۰ تنی از روی آن+عکس

مریخ‌نورد هند به خواب ابدی فرو رفت

۴ هزار هواپیمای گران قیمت در گورستان +عکس

آخرین مدل تویوتا با قیمت کمتر از ۲ میلیارد تومان+عکس

روایت ایلان ماسک از فعالیت استارلینک در ایران

تکه‌ای از فضا که به زمین می‌آید+عکس

روسیه به دنبال خرید موشک کروز ایران+عکس

پرواز اولین جت لیلیوم در آسمان+عکس

فولکس زیبایی که تبدیل به یک خانه شد+عکس

اولین تماس ماهواره‌ای با این مدل گوشی سامسونگ برقرار شد

ذرات مرموز خورشید که در حال کاری عجیب هستند

رقیب چینی تویوتا به صورت رسمی عرضه شد+عکس