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
نمایشگاه کتاب تهران را روایت کنید، جایزه بگیرید
پیکسل 8a گوگل برای گوشی سامسونگ شاخ و شانه کشید
رونمایی از برادر فیدلیتی هیبریدی در دو مدل پنج و هفت نفره+عکس
حمایت از ۱۰ دانشجوی پسادکتری با هدف توانمند سازی نیروی انسانی بخش کوانتوم
برچسب جدیدی که خودرو را در تابستان ۱۰ درجه خنکتر میکند+عکس
سازمان ملل صدای حقطلبی دنیا را بشنود/نیروهای امنیتی در اعتراضات ۱۴۰۱ وارد دانشگاه نشدند
اطلاعات تازه درباره Xperia ۱ VI سونی لو رفت+عکس
امیر خلبان اکبر معنوینژاد به یاران شهیدش پیوست
ترجمه درآمدی بر فلسفه سیاسی هوش مصنوعی چاپ شد
اسیر فلسطینی صهیونیستها برنده بوکر عربی ۲۰۲۴ شد
نقش دانشگاه امیرکبیر در تحقق شعارهای سال و اقتصاد دانشبنیان
پیشرفت علمی بدون داشتن علوم پایه قوی امکان پذیر نیست
تقدیر از پایاننامهها و رسالههای دکترای کاربردی در صنعت فولاد
معلمان تلاش کنند گره ذهنی دانش آموزان باز شود
دبیر کارگروه سلامت مدارس منصوب شد
پیگیری چهره به چهره و خانه به خانه دانشآموزان بازمانده از تحصیل در گیلان
طرح ملی درس عفاف و حجاب در طراحی پارچه و لباس دانشگاه های هنر
جزییات اولین آزمون دکتری حرفهای فیزیوتراپی اعلام شد
هشدار اپل درباره این حرکت اشتباه هنگام شارژ آیفون
تغییرات غافل گیرکننده در iOS ۱۸ در راه است
نخبه ۱۲ ساله ایرانی در انجمن هوش مصنوعی شروع به کار کرد+عکس
سفر محرمانه ایلان ماسک به چین لو رفت
موتور جست و جو و هوش مصنوعی به خودروهای کرهای راه پیدا کرد
گلبرگهای اطراف سحابی حلقه در فضا باز شدند+عکس
وضعیت مدارس سیل زده سیستانوبلوچستان/ تداوم آموزش دانشآموزان در مساجد
سالی که تابستان نیامد و باران و برف آمد
نظریه عجیب اینشتین درباره عمر انسان که توسط پزشکان رد شد
اعضای هیئت انتخاب رویداد استارتآپی فیلمنامه نویسی منصوب شدند
واکنش جمشیدی به مقابله با دانشجویان آمریکایی
فردا آخرین فرصت رفع نقص مدارک داوطلبان آزمون دستیاری پزشکی
مرحله مصاحبه داوطلبان مجاز آزمون دکتری ۱۴۰۳ حضوری برگزار می شود
کتاب من سید علیاکبر صنعتی هستم بازنشر شد
کودکان و نوجوانانِ امروز غرق در گوشی هستند
آموزش و پرورش سالهاست از مشکل دخالت افراد غیر مسؤول رنج میبرد
کاربران شاد در جشنواره عروسکخونه ۲۰ میلیون رأی دادند
جذب نیروی امریه در پژوهشکده علوم بهداشتی جهاددانشگاهی
طرح پایش سلامت برای همه اعضای جهاد دانشگاهی اجرا میشود
برافراشته شدن پرچم فلسطین در برترین دانشگاه جهان
جنبش دانشجویان آمریکایی و اروپایی برای توقف حمایت آمریکا از جنایتهای رژیم صهیونیست است
دانشجویان پیام نور برای تغییر محل آزمون تا ۱۶ اردیبهشت فرصت دارند
راهاندازی مدارس جدید مطابق اقلیم در منطقه خلیج فارس
علل پیشتازی دختران در آزمون سراسری از نگاه وزیر علوم
شروع غائله هایدگر در بازار نشر
قصه تصویری کرمی که عقاب را نجات داد چاپ شد
عرضه روایت انحراف در کتابفروشیها
معلمان مهمان دانشآموزان میشوند/ تور نیم روزه معلمان به مناسبت هفته معلم
آغاز فرآیند مشاهده و تأیید سوابق تحصیلی داوطلبان ورود به دانشگاه
جزئیات جدید نحوه ارزشیابی امتحانات کشوری ریاضی و علوم پایه ششم
یهودستیزی؛ برچسبی که اعتراضات دانشجویی را تحت تاثیر قرار نمیدهد
کاهش تعداد واحدهای دانشگاهی جدی شد
باید ارتباط میان بنیادهای معرفتی و محیطهای علمی را مشخص کنیم
مهلت دانشجویان دانشگاههای تهران برای شرکت در مسابقه سدید تمدید شد
فلسطین و توطئه صهیونیستی انگلیسی به کتابفروشیها آمد
مگره و مردان محترم در کتابفروشیها دیده شدند
انتخاب رشته ۸۶ هزار نفر در آزمون دکتری سال ۱۴۰۳
بیانیه شورای عالی انقلاب فرهنگی درحمایت از دانشجویان آمریکایی
ثبتنام کلاس اولیها از ۱۹ اردیبهشت آغاز میشود/اعلام چگونگی محدودهبندی مدارس
المپیاد ورزشهای فناورانه دانشجویی در چه رشتهها و سطحی برگزار میشود؟
تقدیر از یک عمر تلاش علمی و اجرایی استاد بلورچیان
اختصاص ۳۰۰ سهمیه استخدام معلم به شهرستان بشاگرد و جزایر هرمزگان
آغاز احداث ۵۰ تا ۸۰ هزار مسکن برای فرهنگیان بهزودی/ بررسی سلامت روان معلمان جدیدالاستخدام
رویداد جایزه ملی جمعیت به صورت تخصصی با همکاری جهاددانشگاهی هرمزگان برگزار میشود
ایجاد کارگروه مشترک معاونت علمی ریاستجمهوری و وزارت علوم برای مدیریت مالکیت فکری
نخستین سمپوزیوم تکنولوژی درطراحی و بازطراحی برگزار شد
همایش سلامت، حکمت و حکمرانی اواخر اردیبهشت میشود
اعلام همبستگی با دانشجویان آزادیخواه جهان در دانشگاه علم و صنعت
دانشگاهها در مقابل ظلم و ستم همیشه ایستادهاند
ایمیل حمایتی روسای دانشگاههای ایران به دانشگاههای آمریکا
سرپرست دانشگاه علوم پزشکی هوشمند منصوب شد
کلاسهای دانشگاهها امروز به مدت ۲ ساعت تعطیل شد
چگونه از تهران به گرگان برویم؟
موج بیداری دانشگاههای آمریکا ارمغان خیزش افکار عمومی ضد جنایتهای صهیونیسم است
گشودن مقبره فراعنه مساوی با مرگ حتمی؟
رونمایی از موتور ۶ سیلندر ۴۰۰۰ سیسی ساخته محققان ایرانی+عکس
موتور آمونیاک سوز تویوتا با قدرت بیشتر و آلایندگی کمتر
جزئیات تازه درباره هوش مصنوعی آیفون جدید
توپ گوستاو بزرگترین توپ جنگی دنیا که فرانسه را ویران کرد+عکس
ژاپنیها یک رنوی جدید ساختند+عکس
نقشه گنجی که از فضا دیده شد+عکس
شیکترین خودروی برقیای که تاکنون دیدهاید+عکس
پیشفروش شنل نامرئی کننده آغاز شد+عکس
دانشمندان قلب ماه را دیدند+عکس
ورود قدرتمندترین گوشی نوبیا به بازار
انقلابی بزرگ در صنعت ترانزیت و موتورهای دیزلی اتفاق افتاد
رونمایی از موتور ۶ سیلندر ۴۰۰۰ سیسی ساخته محققان ایرانی+عکس
رونمایی از برادر فیدلیتی هیبریدی در دو مدل پنج و هفت نفره+عکس
گشودن مقبره فراعنه مساوی با مرگ حتمی؟
هزینه نگهداری از خودروهای لوکس آمریکایی چقدر است؟
هشدار اپل درباره این حرکت اشتباه هنگام شارژ آیفون
نخبه ۱۲ ساله ایرانی در انجمن هوش مصنوعی شروع به کار کرد+عکس
موتور آمونیاک سوز تویوتا با قدرت بیشتر و آلایندگی کمتر
تغییرات غافل گیرکننده در iOS ۱۸ در راه است
پیکسل 8a گوگل برای گوشی سامسونگ شاخ و شانه کشید
برچسب جدیدی که خودرو را در تابستان ۱۰ درجه خنکتر میکند+عکس
آخرین محور رویداد من یک دانشآموزم با نام «امام مهربانی کلید خورد
آییننامه مدرسه تراز سند تحول بنیادین نهایی شده است
پویش سلامت دهان و دندان ۱۷ تا ۱۹ اردیبهشت برگزار میشود
آغاز پذیرش دانشجوی دکتری بدون آزمون در دانشگاه آزاد
فهرست دانشگاههای خارج از کشور مورد تایید وزارت بهداشت اعلام شد
نسلکُشی در فلسطین قلب همه بشریت را به درد آورده است
لوگوی نود سالگی دانشگاه تهران منتشر شد
60 درصد پروژهای مدرسهسازی در حال ساخت با مشارکت مردم است
جمعه ۷ اردیبهشت نمایش «یاخته» باحضور خبرنگاران و عکاسان روی صحنه میرود
فرصت انتخاب رشته داوطلبان آزمون دکتری سال ۱۴۰۳ دوباره تمدید شد
بدون نیاز به اینترنت با واتساپ فایل منتقل کنید
تظاهرات دانشجویان آرژانتین در پی کاهش ارائه آموزش عالی دولتی
اینترنت در زمان برگزاری نوبت اول کنکور ۱۴۰۳ قطع نمیشود
حمایت دبیرخانه شورای عالی انقلاب فرهنگی از طرح های فرهنگی
خبر خوش وزیر علوم برای اعضای هیأت علمی در شرف بازنشستگی
دانشگاه علامهطباطبایی میزبان ۱۵ هزار و ۳۰۵ داوطلب کنکور سراسری
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.