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.

عضویت رایگان در همه مراکز کانون پرورش فکری کشور تا ۲۰ تیرماه

عکس روز ناسا از چشم اژدها

مرسدس بنز از لاستیک‌های قدیمی چرم لوکس ساخت!

دادگاهی شدن تیک تاک و مایکروسافت به دلیل مرگ یک نوجوان

موتور برقی با نخ نانویی ۵ برابر سبک‌تر برای پهپادها

وظایف پلتفرم‌های ملی در جنگ؛ امریکا هم در شرایط بحران فیلتر می‌کند

آماده‌سازی تیم‌های ملی برای شرکت در رقابت‌های جهانی

برگزاری کنکور الکترونیکی فعلا منتفی است/ بنا داریم آزمون‌هایی با مقیاس کوچک‌تر برگزار شود

تاثیر ماده موثر فلفل تند بر رده‌های سلولی سرطان روده

تولید ضدآفتاب‌های نانویی برای کودکان بدون جاذب‌های شیمیایی

شاید آغاز بیماری پارکینسون از مغز نباشد!

خطر کاهش بودجه ناسا برای مریخ‌نورد اروپا

فتاوایی که گفتمان‌سازی در فقه امنیت دینی است

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

توقف صدور کدهای استخدامی اساتید/ علت چیست؟

برگزاری کنکور الکترونیکی فعلا منتفی است/ این آزمون با اطمینان صد در صدی برگزار می‌شود

زمان امتحانات پایان ترم دانشگاه‌های علوم پزشکی مشخص شد

نگاهی به دستاوردهای شهید طهرانچی در دانشگاه آزاد

گوجه‌فرنگی‌هایی که معکوس تکامل یافته‌اند!

سگ ‌رباتیک سوئیسی مثل یک انسان توپ پرتاب می‌کند!

هیولای ۱۲هزار تنی چین؛ زیردریایی موشک‌انداز هسته‌ای با قابلیت حمل موشک‌های قاره‌پیما و توان پنهان‌کاری بالا

آیفون ۱۷ پرو مکس از راه می‌رسد؛ باریک‌تر، قوی‌تر و گران‌تر از همیشه!

کشف شگفت‌انگیز دانشمندان: مغز انسان نور ساطع می‌کند

اشک چشم راز مهمی از مغز شما را فاش می‌کند

کپک قارچی قاتل دانشمندان در مقبره‌های باستانی، ناجی بیماران سرطانی می‌شود

برای سالم‌بودن حتماً لازم نیست لاغر شوید

اتمام فرصت دانش‌آموزان مهمان برای انتخاب شهر محل آزمون سمپاد و نمونه تا پایان امروز

شهادت ۳۰ دانش آموز و ۷ معلم در جنگ ۱۲ روزه / تدوین سناریوهای احتمالی برای شرایط ویژه

طوفان‌ها چطور نام‌گذاری می‌شوند؟

عکسی خیره‌کننده از ایستگاه فضایی در دل یک شراره خورشیدی

هوش مصنوعی آنتروپیک میلیون‌ها کتاب را نابود کرد

آنالیز سموم با طیف‌سنج تحرک یونی

راه‌اندازی فناوری ضد پهپاد در آسمان نیویورک

آیا هوش مصنوعی می‌تواند سلول مجازی بسازد؟

جایگزینی مناسب برای کودهای شیمیایی در مناطق اسیدی و کم‌فسفر

ربات‌هایی که ۸ برابر سریع‌تر از انسان کار می‌کنند

تبادل اطلاعات از طریق لوله‌های فلزی انتقال نفت و گاز

باند فرکانسی فناوری WiFi۶E تخصیص داده شد

بیدارباش فناورانه پس از جنگ؛ ارتقای دانش پهپادی و اخلالگرهای دیجیتال

فیزیک ذرات محور انقلاب‌های علمی آینده است؛ ضرورت توجه به شتاب‌دهنده‌ها

اولین تصاویر ماهواره فایرست منتشر شدند

ردمی K۸۰ اولترا معرفی شد؛ غول جدید چین برای تسخیر بازار گوشی‌های پرچمدار

پدربزرگ لپ تاپ‌های امروزی که فقط ۲۱ مگابایت هارد داشت!

هوش مصنوعی رسوایی‌های سلامت را در انگلیس رصد می کند

راه‌اندازی سرویس‌های تغییر نشانی و درخواست توزیع در نشانی جدید

وزارت آموزش و پرورش دریافت شهریه‌های غیرمجاز در مدارس غیر دولتی را پیگیری کند

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

شهادت ۲۰ دانش‌آموز در جنگ اخیر/ طراحی سناریوهای آموزشی مختلف متناسب با هر شرایطی

عکس روز ناسا از چتر کیهانی

سازوکارهای مدیریت بحران در عصر هوش مصنوعی

آنالیز تصاویر پزشکی مبتنی بر هوش مصنوعی

کاهش عوارض شیمی درمانی با نانودارورسان‌های هدف‌گیر سرطان

آنالیز تصاویر پزشکی مبتنی بر هوش مصنوعی

کشف علت پس زدن پیوند کلیه خوک به انسان

جریمه تأخیر تسهیلات دانش‌آموختگان و دانشجویان علوم پزشکی بخشیده شد

اعلام زمان اتمام مرخصی تابستانه اساتید و کارکنان دانشگاه‌ها

پیگیری وزارت بهداشت برای اجرای قانون بیمه دستیاران

ترامپ برای تیک‌تاک خریدار پیدا کرد

ثبت‌نام کلاس اولی‌ها تمدید شد

چه عواملی بر باروری مردان تأثیر می‌گذارد؟

جاسوسی نانویی در خون؛ هوش مصنوعی پرده از راز بیماری‌ها برمی‌دارد

تصویر مریخ‌نورد کنجکاوی از برآمدگی‌های مرموز مریخ

حکم قاضی آمریکایی: آموزش هوش مصنوعی آنتروپیک منصفانه است

هوش مصنوعی جمینای مخصوص ربات‌ها عرضه می‌شود

ابداع یک جوهر الکترونیک برای نسل جدید فناوری‌های انعطاف‌پذیر

واتس‌اپ پیام‌های خوانده نشده شما را خلاصه می‌کند

تشخیص ۹ نوع زوال عقل با یک اسکن توسط هوش مصنوعی

نامه سرگشاده نویسندگان به ناشران برای محدود کردن هوش مصنوعی

کشف یک اندامک جدید درون سلول انسان

تولید فوم پلی اورتان برای مدیریت ترشحات زخم در کشور

رفع ناهمواری‌ها و نواقص سطوح با رنگ‌های ترک‌زای نانویی

تبدیل پوسته تخم‌مرغ به لعاب سرامیک پایدار

مقایسه جنگنده‌های اف-۱۶، سوخو-۳۵ و جی-۱۰؛ کدام یک بهتر است؟

چرا میلیاردرهای دنیای فناوری می‌خواهند هوش مصنوعی دوست صمیمی شما باشد؟

نحوه شرکت دانش‌آموزان به صورت مهمان در فرآیند ارزشیابی باقی مانده امتحانات داخلی

راز بقای سوسمارهای شب پس از برخورد شهاب‌سنگ به دایناسورها چه بود؟

بی‌نیازی از تزریق انسولین با چاپ سه‌بُعدی جزایر لانگرهانس

فوتبال بازی کردن ربات‌های انسان‌نما را ببینید

خانه کتاب در ماه محرم منتظر شماست: از همدلی ملی تا روایت سوگواری

زینب از دور جوانان خودش را می‌دید/ چه دلاور شده‌اند این دو برادر در جنگ

خوردن آجیل و تخمه در ایام ماه محرم اشکال دارد؟

حرم حضرت زینب(س) با وجود آزار نیروهای جولانی سیاه پوش شد

بدرقه مردی قهرمان که برای مردم آرامش آورد

آیا قرآن به عزاداری برای امام حسین (ع) اشاره کرده است؟

خاطره کمترشنیده شده از شهید باقری از عملیات مرصاد

مساجد برای تکرار شرایط جنگی و ارائه خدمات اجتماعی و امنیتی آماده شوند

چطور زیارت عاشورا بلایی بزرگ را دفع کرد؟

نگاهی به زندگی مسلم بن عقیل قبل از واقعه عاشورا

مرثیه خوانی عبدالرضا هلالی در مراسم روز جمعه مصلی امام خمینی (ره)

شیعه کسی است که به لقمه حلال قانع باشد

زینب از دور جوانان خودش را می‌دید/ چه دلاور شده‌اند این دو برادر در جنگ

دشمن می‌خواهد ملت امام حسین (ع) و ملت شهادت نباشد

چرا گریه بر امام حسین (ع) بهشت را بر انسان واجب می‌کند؟

جزئیات برگزاری هیئت‌ها و برپایی بیرق‌های حسینی در محرم امسال اعلام شد

بیانیه علما و نخبگان جهان اسلام در محکومیت حملات رژیم صهیونیستی

تو ایرانی و سرور روزگاری/ تو ایران من! بر جهان سروری کن

کتابی عاشورایی از زبان قهرمانان کربلا در قالبی جدید و خواندنی

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

راهی ساده برای نزدیک شدن به خدا

خانه کتاب در ماه محرم منتظر شماست: از همدلی ملی تا روایت سوگواری

فتاوایی که گفتمان‌سازی در فقه امنیت دینی است

نگاهی به کارنامه شهید بهشتی که یک ملت بود

تحلیل‌های نظام مند شهید طهرانچی در حوزه علوم انسانی تأمل برانگیز بود

در رثای فرماندهی که شهادتش ادامه راه مقاومت است

فرصت انتخاب رشته آزمون دستیاری ۷ تیرماه به پایان می‌رسد

تاکید وزارت علوم برای برگزاری امتحانات در شهریور ماه

انتخاب رشته ۳۰ هزارنفر در کاردانی به کارشناسی؛ شنبه آخرین مهلت برای ثبت‌نام

بیانیه بیش از ۱۳۰۰ نفر از علمای اهل سنت درباره لزوم مقاومت

قرارگاه علم و فناوری به منظور رفع نیازهای علمی نیروهای مسلح تشکیل می‌شود

عقد اخوتی که با شهادت گسسته نشد / پیام تحلیلی استاد خسروپناه درباره شهید طهرانچی