تبليغاتX
Super String Theory
Review-Of-Physics
فیزیک؛ سلوک در ژرفای گیتی
خاموشی ابدی فضاهای لایتناهی، مرا به هراس می اندازد.

شايد سفر زمانى بسيار راحت تر از آن باشد كه تصور مى كنيم

خلاصه مقاله
۱- براساس نظريه ريسمان ها، جهان ما پوسته اى ۴ بعدى است كه در يك فضا- زمان ۱۰ بعدى شناور است.
۲- درصورت انحناى شديد ابعاد فراسوى جهان ما، هر ذره اى كه قادر به خروج از ابعاد چهارگانه اين جهان باشد، مى تواند با ميان بر زدن از ميان بعد پنجم، حتى از نور هم پيشى بگيرد.
۳- حركت سريع تر از نور، از ديد برخى از ناظرهاى اين جهان، به معناى سفر در زمان و بازگشت به گذشته است.
۴- گراويتون ها و نوترينوهاى خنثى ذراتى هستند كه امكان خروج از جهان ما را دارند. بنابراين اين ذرات قادرند در زمان سفر كنند.
۵- بدين ترتيب طى چند دهه آينده و با كمك نوترينوهاى خنثى قادر خواهيم بود ايده سفر در زمان را به طور تجربى بيازماييم.

احتمالاً عنوان جديدترين مقاله علمى «هانريش پاس» ( Pas.H) براى شما بيش از حد عجيب و غريب و نامفهوم به نظر برسد: «منحنى هاى زمان گونه بسته در جهان هاى پوسته اى خميده غيرمتقارن» ! اما براى آنهايى كه به فيزيك نظرى مسلط هستند اين مقاله از يك حقيقت شگفت انگيز پرده بردارى مى كند. براساس اين مقاله، ساخت ماشين زمان، بسيار راحت تر و دردسترس تر از آن چيزى است كه تاكنون تصور مى شد.

پس ديگر كند و كاو طاقت فرسا در جهان براى يافتن سياه چاله هاى چرخان يا كرم چاله هاى عجيب و غريب را ( كه تا پيش از اين به نظر مى رسيد كه تنها راه هاى سفر در زمان باشند) فراموش كنيد. براساس نظر «پاس» و همكارانش در دانشگاه هاوايى، در سفر در زمان، همواره و در همه جا در جهان بر روى ما گشوده است. نكته جالب تر اينكه برخلاف اغلب سناريوهاى قبلى، صحت اين ايده را مى توان همين جا بر روى زمين هم به معرض آزمون گذاشت. «بيل لوئيز» (Louis.B) كه فيزيكدانى از آزمايشگاه ملى لس آلاموس در نيومكزيكو و يكى از مسئولان ارشد آزمايش معروف باريكه نوترينوى MiniBoone در آزمايشگاه شتاب دهنده فرمى است دراين باره مى گويد: «به نظر من ايده اى كه «پاس» ارائه كرده، ايده اى بسيار شگفت انگيز و فوق العاده است. اما هم اكنون مسئله مهم، نشان دادن صحت اين ايده است.»
البته فيزيكدانانى نظير «لوئيز» حق دارند كه كمى محتاط باشند. در واقع بايد گفت كه هرچند هيچ يك از قوانين طبيعت امكان سفر در زمان را عملاً رد نمى كنند، اما فيزيكدان ها از ديرباز با اين مسئله ميانه چندان خوشى نداشته اند، چرا كه سفر در زمان مى تواند فرض پذيرفته شده تقدم علت بر معلول را زير سئوال ببرد. از طرفى نقض قانون موجبيت مى تواند اوضاع جهان را به هم بريزد. به عنوان مثال شما مى توانيد به گذشته سفر كرده و از تولد خودتان جلوگيرى كنيد.

              

وجود چنين تناقض نماهايى منجر به ارائه حدسى از سوى «استفن هاوكينگ» شد كه اصطلاحاً «حدس حفاظت از تاريخ» ناميده مى شود. براساس اين حدس بايد اصولى در فيزيك (كه هنوز كشف نشده اند) وجود داشته باشند كه از امكان وقوع سفر در زمان جلوگيرى كنند. تا همين سه سال پيش هيچ كس نتوانسته بود جزئيات چنين اصولى را ترسيم كند تا اينكه در سال ۲۰۰۳ گروهى از محققان كه بر روى نظريه ريسمان ها (كه بهترين گزينه براى رسيدن به نظريه اى واحد در فيزيك است) كار مى كردند، مدعى شدند كه براساس اين نظريه، ساز و كارهايى وجود دارند كه مى توانند از سفر در زمان جلوگيرى كنند.
تا به اينجا ظاهراً همه چيز درست بود. اما حتماً مى دانيد كه فيزيكدان ها در قانع نشدن به يك جواب، شهره خاص و عام هستند. اين گونه بود كه «پاس» و دو نفر از همكارانش به نام هاى «سنديپ پاكواسا» (
Pakvasa.S) از دانشگاه هاوايى و «توماس ويلر» (Weiler.T) از دانشگاه وندربيلت در تنسى شروع به تجزيه و تحليل مجدد نظريه ريسمان ها كردند. اين نظريه، اجزاى بنيادين جهان را نه به صورت ذرات نقطه اى بلكه به شكل ريسمان هاى مرتعش انرژى مى داند. در اين نظريه، ارتعاش سريع تر اين ريسمان ها معادل جرم بيشتر ذرات است.

اين ريسمان هاى مرتعش مى توانند نحوه هزاران نوع برهم كنش مابين تمامى ذرات بنيادى نظير كوارك ها و الكترون ها را توضيح دهند. اما نكته اى اساسى در مورد اين نظريه وجود دارد: اين نظريه تنها زمانى جواب مى دهد كه اين ريسمان هاى انرژى به جاى چهار بعد معمول، در يك فضا- زمان ۱۰ بعدى در حال ارتعاش باشند. در واقع براساس نظريه ريسمان ها، اين ابعاد اضافى يا فوق العاده كوچك هستند، به طورى كه تاكنون متوجه حضور آنها نشده ايم و يا بسيار بزرگ و به گونه اى خميده هستند كه باز هم تا به حال از ديد ما پنهان مانده اند.

بنابر نظريه ريسمان ها، جهان ما در واقع پوسته اى چهار بعدى است كه در يك فضا- زمان ۱۰ بعدى شناور است. اما از آنجايى كه تمامى ذرات و نيروهاى جهان ما مقيد به پوسته چهار بعدى اين جهان هستند و امكان خروج از آن را ندارند، بنابراين ما نيز تاكنون از وجود ابعاد بالاتر خارج از جهان خود (يعنى همين چهار بعدى كه تجربه هاى ما محدود به آن است) هيچ اطلاعى نداشتيم. «پاس» در اين باره مى گويد: «اگر واقعاً چنين باشد پس امكان ميان بر زدن از ميان اين ابعاد بالاتر نيز وجود خواهد داشت و همين مسيرهاى ميان بر است كه سفر در زمان را ممكن مى سازد.»

تجسم چنين ميان برهايى كار چندان دشوارى نيست. فرض كنيد كه پوسته چهار بعدى جهان ما كه در بعد بالاتر (بعد پنجم) جاى گرفته همانند كاغذى باشد كه از وسط تا شده و دو انتهاى آن بر روى همديگر قرار گرفته است. در اين صورت مى توان از نقطه اى واقع بر پوسته جهان، آن را ترك كرده و وارد بعد بالاتر شد و پس از پيمودن مسيرى كوتاه در بعد پنجم دوباره و در نقطه اى ديگر در مقابل آن به جهان بازگشت. جالب اينجاست كه اگر اين صفحه خم شده (يعنى جهان ما) صفحه اى بسيار بزرگ باشد، در اين صورت براى پيمودن همين مسير از روى خود صفحه (يعنى از درون جهان) مى بايست فاصله اى بسيار طولانى را طى مى كرديم اما با خروج از پوسته جهان و عبور از ميان ابعاد بالاتر عملاً ميان بر خواهيم زد.
اما مسئله اى در ارتباط با تصويرى كه ارائه شد وجود دارد. اگرچه اساساً مى توان جهانى را تصور كرد كه بتوان از يك سوى آن به سوى ديگر ميان بر زد اما مسئله آن است كه جهان ما نمى تواند مشابه چنين جهانى باشد. علت اين امر آن است كه فضا- زمان چنين جهانى به شدت خميده بوده و نتيجتاً با نظريه نسبيت خاص اينشتين (كه هندسه فضا را تخت يا اقليدسى مى داند) ناسازگار خواهد بود. از آنجايى كه آزمون هاى تجربى متعددى تاكنون صحت پيش بينى هاى نسبيت خاص را در حوزه محلى موقعيت ما در جهان تا دقتى بالاتر از يك به يك ميليون تاييد كرده اند، بنابراين بسيار بعيد است كه پوسته چهاربعدى جهان ما همانند يك كاغذ تاشده باشد.

بنابراين پاس، پاكواسا و ويلر از فرض ديگرى استفاده كردند. آنها فضا- زمانى را در نظر گرفتند كه در آن، جهان ما يك پوسته چهاربعدى تخت بوده اما اين پوسته تخت، در ابعاد بالاترى شناور است كه به شدت خميده هستند. از آنجايى كه در اين تصوير، جهان ما تخت است بنابراين نسبيت خاص همچنان در آن معتبر خواهد بود. اما ميزان انحناى ابعاد بالاتر خارج از جهان ما به حدى است كه نسبيت خاص در آن ابعاد ديگر اعتبار خود را از دست خواهد داد. اين امر بدان معناست كه هر چيزى كه بتواند از ابعاد جهان ما خارج شده و وارد بعد پنجم شود قادر خواهد بود يكى از بنيادى ترين اصول نسبيت خاص را زير پا بگذارد: چنين چيزى قادر است با سرعتى فراتر از سرعت نور حركت كند.

اين امر، نتايج خارق العاده اى را براى ساكنان پوسته جهان ما در بر خواهد داشت. در نظر اشخاصى كه در اين جهان زندگى مى كنند، هر چيزى كه مسيرى ميان بر را از ميان ابعاد بالاتر هستى طى كند، ناگهان از نقطه اى از جهان ما غيب شده و در نقطه اى ديگر در جهان ظاهر مى شود. در نظر برخى از ساكنان جهان، هويت مزبور فاصله مابين اين دو نقطه را حتى سريع تر از نور طى خواهد كرد. اما شگفت انگيزتر آن كه در نظر برخى ديگر، آن چيز حتى در زمان سفر كرده و به گذشته باز خواهد گشت. علت اين امر آن است كه براساس نظريه نسبيت خاص، در برخى از چارچوب هاى مرجع، حركت سريع تر از نور معادل سفر در زمان و بازگشت به گذشته است. «پاس» در اين باره مى گويد: «چنين مسيرهاى ميان برى كه از ابعاد بالاتر هستى در خارج از جهان ما عبور مى كنند اصطلاحاً «منحنى هاى زمان گونه بسته» ناميده مى شوند. يافتن چنين مسيرهايى در واقع معادل دستيابى به رمز ماشين زمان است.»


خروج از رويه

اما اين ايده سفر در زمان نيازمند حل يك مشكل است و آن يافتن راهى است براى خروج از جهان ما و ورود به ابعاد بالاتر هستى. اما انجام چنين كارى چگونه ميسر خواهد بود؟ خوشبختانه نظريه ريسمان ها راهى را براى اين كار در پيش روى ما قرار مى دهد. براساس اين نظريه تقريباً تمامى ريسمان هاى نمايانگر ذرات بنيادى جهان ما ريسمان هايى باز هستند و دو انتهاى اين ريسمان ها همواره مقيد به پوسته جهان ماست. به همين دليل هم اين ذرات هيچ گاه نخواهند توانست از جهان ما خارج شده و با ورود به بعد پنجم، مسير ميان برى را در فضا- زمان بپيمايند. اما در اين ميان دو استثناى مهم نيز وجود دارد: يكى ذره (ريسمان) حامل نيروى گرانش به نام گراويتون و ديگرى نوع چهارمى از نوترينو كه در برابر سه نوع معمول آن اصطلاحاً نوترينوى خنثى ناميده مى شود (منظور از نوترينوى خنثى، خنثى بودن آن به لحاظ الكتريكى نيست چراكه نوترينوهاى معمولى نيز همگى فاقد بار الكتريكى بوده و هيچ يك در برهم كنش الكترومغناطيسى شركت نمى كنند. در واقع منظور از عبارت خنثى آن است كه اين نوترينوها داراى فوق بار ضعيف صفر هستند و بنابراين حتى در برهم كنش ضعيف هم شركت نمى كنند و تنها در برهم كنش گرانشى وارد مى شوند). مطابق نظريه ريسمان، اين دو ذره برخلاف ساير ذرات، ريسمان هاى حلقوى بسته هستند. از آنجايى كه اين ريسمان هاى بسته عملاً هيچ انتهاى مشخصى ندارند كه به پوسته جهان مقيد باشند، بنابراين مى توانند آزادانه از جهان ما خارج شده و به ساير ابعاد هستى سفر كنند.
همين ويژگى گراويتون ها است كه به نظريه پردازان ريسمان كمك مى كند تا ضعيف بودن نيروى گرانش را نسبت به ساير نيروهاى بنيادى نظير الكترومغناطيس تبيين كنند. بر اين اساس، ضعيف بودن نيروى گرانش در واقع بدان علت است كه تعداد بسيارى از گراويتون هاى گسيل شده توسط ذره مبدأ پيش از آنكه فرصت رسيدن به ذره مقصد را پيدا كنند از جهان ما خارج خواهند شد و به ابعاد بالاتر درز مى كنند. اما شگفت انگيزتر آنكه خروج اين ذرات از ابعاد جهان ما و ميان بر زدن آنها از ميان ابعاد بالاتر هستى بدان معنا است كه گراويتون ها و نوترينوهاى خنثى اساساً توانايى سفر در زمان را دارند. بنابراين «پاس» معتقد است كه به كمك اين ذرات مى توان امكان سفر در زمان را به طور تجربى به محك آزمون گذاشت.

اما چنين كارى چندان آسان نخواهد بود چراكه هيچ كس تاكنون موفق به دام اندازى يك گراويتون يا نوترينوى خنثى نشده است، زيرا آشكارسازى اين ذرات بسيار نامحتمل و دشوار است. در هر ثانيه هزاران ميليارد نوترينوى معمولى از بدن ما مى گذرند، اما ما متوجه عبور هيچ يك از آنها نمى شويم چراكه اين ذرات، بسيار به ندرت با الكترون ها و اتم ها برهم كنش انجام مى دهند. اما احتمال برهم كنش نوترينوهاى خنثى با ماده حتى از نوترينوهاى معمولى هم كم تر است چراكه نوترينوهاى خنثى تنها از طريق برهم كنش فوق العاده ضعيف گرانشى و نيز تبادل بوزون هيگز با ماده برهم كنش دارند. (بوزون هيگز، ذره اى است كه هنوز به طور تجربى كشف نشده است. جرم هريك از ذرات بنيادى در واقع ماحصل برهم كنش آنها با اين ذره است.)
با همه اين احوال «پاس» و همكارانش معتقدند كه براساس مكانيك كوانتومى راهى براى اين مسئله وجود دارد. قوانين فيزيك كوانتومى حاكى از آن است كه نوترينوها مى توانند از نوعى به نوع ديگر تبديل شوند. آزمايش هاى انجام شده در ژاپن و ايالات متحده نيز كه براى آشكارسازى نوترينوهاى خورشيدى و نيز نوترينوهاى حاصل از ساير منابع اخترفيزيكى طراحى شده اند، به طور تجربى موفق به تاييد امكان تبديل نوترينوها از نوعى به نوع ديگر شده اند. همين مسئله در مورد نوترينوهاى خنثى هم صادق است به گونه اى كه اين نوترينوها نيز مى توانند به نوترينوهاى معمولى (كه با سهولت بسيار بيشترى قابل آشكارسازى هستند) تبديل شوند و بالعكس. نكته حائز اهميت آنكه احتمال اين تبديل، به تناسب چگالى محيطى كه نوترينوها در حال عبور از آن هستند، افزايش مى يابد.

همين نكته بود كه سبب شد تا «پاس» و همكارانش پيشنهاد انجام آزمايشى را ارائه دهند كه خواهد توانست امكان سفر در زمان را به طور تجربى نشان دهد. در اين آزمايش، باريكه اى از نوترينوهاى معمولى از يك مركز تحقيقاتى واقع در قطب جنوب به سوى آشكارسازى در روى خط استوا ارسال خواهد شد. در هنگام عبور باريكه از ميان كره زمين، بخشى از نوترينوها به نوترينوهاى خنثى بدل خواهند شد. ازآنجايى كه اين نوع نوترينوها قادرند از ميان ابعاد بالاتر فراسوى جهان ما ميان بر بزنند بنابراين زودتر از بقيه به آن سوى كره زمين خواهند رسيد، به گونه اى كه گويى از نور هم سريع تر حركت كرده اند. اما همين كه اين نوترينوها از آن سوى زمين خارج شده و وارد اتمسفر شوند، دوباره تغيير نوع داده و به نوترينوهاى معمولى (كه قابل آشكارسازى هستند) بدل خواهند شد. اما با توجه به چرخش زمين و در كمال تعجب، اين نوترينوها (كه سريع تر از نور حركت كرده بودند) در زمانى پيش از زمان آغاز حركت خود به مقصد خواهند رسيد!
هرچند انجام چنين آزمايشى فراتر از توانمندى هاى فناورى فعلى بشر است، اما همان طور كه «پاس» هم به درستى بدان اشاره دارد، انجام اين آزمايش طى حداكثر
۵۰ سال آينده ميسر خواهد شد. البته تحقق چنين آزمايشى پيش از هرچيز نيازمند صحيح بودن دو پيش فرض است. شرط اول، وجود نوترينوهاى خنثى است. اگرچه اكنون بسيارى از فيزيكدان ها معتقدند كه چنين نوترينوهايى بايد وجود داشته باشند، اما اين امر هنوز به طور تجربى تاييد نشده است. و شرط دوم آن است كه همان طور كه «پاس» فرض كرده است ما واقعاً در يك فضا- زمان خميده غيرمتقارن زندگى مى كنيم. اما چنين پيش فرضى تا چه حد قابل قبول است؟
هنگامى كه اينشتين، نظريه نسبيت عام را ارائه كرد، عملاً نشان داد كه فضا- زمان تحت چه شرايطى ممكن است خميده و يا تخت باشد. اما معادلات اينشتين چيزى درباره هندسه واقعى جهان به ما نمى گويد (بلكه صرفاً حالت هاى ممكن اين هندسه را به تصوير مى كشد). بنابراين، به عنوان مثال كيهان شناسان صرفاً با اتكا به اين معادلات نمى توانند بگويند كه آيا جهان ما تا بى نهايت ادامه دارد و يا اينكه اين جهان، جهانى خميده و بسته است. همين امر، در ماشين هاى زمان متفاوتى را بر روى فيزيكدان ها گشوده است، كه برخى قابل قبول تر از بقيه هستند.

به عنوان مثال، يكى از پاسخ هاى مشهور معادلات اينشتين كه براى نخستين بار توسط رياضيدانى به نام «كورت گودل» (Godel. K) ارائه شد، جهانى را توصيف مى كند كه با سرعت به دور خود درحال چرخش است. در چنين جهانى نور به جاى حركت در خط راست، در يك مسير مارپيچى حركت خواهدكرد. «گودل» توانست نشان دهد مسافرى كه در چنين جهانى مسيرى طولانى را در اعماق كيهان طى مى كند، قادر است حتى از نور هم پيشى گرفته و در زمانى پيش از شروع حركت خود از مبدأ، به آنجا بازگردد. به عبارتى جهان چرخنده گودل، همانند يك ماشين زمان عمل مى كند. اما مسئله همان طور كه «پاس» هم بدان اشاره مى كند، اين است كه ما واقعاً در چنين جهانى زندگى نمى كنيم.

يكى ديگر از انواع ماشين زمان را مى توان در درون سياه چاله هاى چرخان جست وجو كرد. در سياه چاله هاى چرخان، فضا- زمان آنچنان انحنا پيدا مى كند كه جاى فضا با زمان عوض مى شود. اگرچه اين نوع ماشين زمان واقعاً در جهان ما وجود دارد اما در اينجا هم مسئله آن است كه اين سياه چاله هاى چرخان عملاً خارج از دسترس ما هستند. اما پس از سياه چاله هاى چرخان، نوبت به نوع ديگرى از ماشين زمان مى رسد كه ايده آن براى اولين بار توسط فيزيكدانى به نام «فرانك تيپلر» ( F.Tipler) مطرح شد. اين نوع ماشين زمان در فضا- زمان اطراف يك جرم استوانه اى چرخان نامتناهى شكل مى گيرد، اما به عقيده «پاس» ساخت چنين ماشينى هم عملاً غيرممكن است، چرا كه نيازمند جرم استوانه اى فوق العاده عظيمى است كه با سرعتى غيرقابل باور در حال چرخش باشد.

يكى ديگر از گزينه هاى مطرح در مورد ماشين زمان، كرم چاله ها هستند. اين تونل هاى ميكروسكوپى در ساختار فضا- زمان، مى توانند يك نقطه از زمان را به نقطه اى ديگر از آن متصل كنند. اما براى عبور از ميان اين تونل ها هم يك مشكل اساسى وجود دارد: تونل كرم چاله ها در يك چشم برهم زدن پس از تشكيل، به طور خود به خود بسته مى شود.

براى باز نگاه داشتن اين تونل ها فقط يك راه وجود دارد و آن استفاده از نوعى ماده ناشناخته است. اين نوع ماده برخلاف ماده معمولى كه در حضور ميدان گرانشى جذب مى شود، بر اثر نيروى گرانش دفع خواهد شد و همين نيروى دافعه است كه مى تواند از بسته شدن دهانه كرم چاله جلوگيرى كند. اما همان طور كه «پاس» هم مى گويد، ما هنوز نمى دانيم كه چنين ماده عجيب و غريبى در جهان وجود دارد يا خير و اگر وجود داشته باشد، آيا پايدار خواهد بود يا نه.

اگرچه «پاس» اذعان مى دارد طرحى كه توسط او و همكارانش براى سفر در زمان ارائه شده نيز، نيازمند وجود ماده عجيبى است كه بتواند به بعد پنجم انحنا بدهد، اما به نظر او، به هر حال اين طرحى، قابل قبول تر از بقيه طرح هاست. علت اين امر آن است كه ماده عجيب ناشناخته در اين طرح ( برخلاف طرح كرم چاله ها) مى تواند در ميان ابعاد بالاتر خارج از جهان ما، پنهان شده باشد. بدين ترتيب طرح «پاس» مى تواند توضيح دهد كه چرا تاكنون ما با چنين ماده عجيب و غريبى در جهان مواجه نشده ايم.
البته ايده «پاس» هم مانند هر ايده ديگرى منتقدانى دارد. يكى از اين اشخاص، «سيدنى دسر» (
S.Deser) از دانشگاه برانديس ماساچوست است. دسر كه ايده وجود ماده عجيب و ناشناخته را چندان نمى پسندد، همانند اينشتين معتقد است كه سفر در زمان اساساً ممكن نخواهد بود.

اما «پاس» معتقد است كه با تصويرى كه او و همكارانش از فضا- زمان ارائه داده اند، مى توان تعدادى از مسائل بى پاسخ را كه نسبيت عام با آنها مواجه است حل كرد. به عنوان مثال، برقرارى ارتباطى فراتر از سرعت نور مابين نقاط دوردست كيهان با همديگر در جهان اوليه، مى تواند به تبادل گرمايى اين نقاط با همديگر منجر شده باشد. همين امر قادر خواهد بود كه علت يكنواختى دماى جهان را كه توسط كيهان شناسان مشاهده شده است، توضيح دهد. بدين ترتيب نظريه «پاس» مى تواند جايگزينى براى نظريه تورمى باشد (نظريه تورمى در كيهان شناسى سعى دارد تا با فرض اين كه در لحظات آغازين پيدايش جهان، فضا- زمان دچار انبساط فوق العاده سريع و غيرقابل تصورى شده است، يكنواختى دماى جهان را توضيح دهد). در واقع تا پيش از ارائه نظريه پاس، عمده كيهان شناسان از نظريه تورمى حمايت مى كردند، اما مسئله آن است كه هيچكس تاكنون موفق به ارائه جزئيات فيزيك وراى مسئله تورم كيهانى نشده است.


جهان خميده

در اين ميان برخى نيز به آن بخش ايده «پاس» كه به فضا- زمان خميده غيرمتقارن مرتبط است با ديده ترديد مى نگرند. «تونى پاديلا» (T.Padilla) از دانشگاه بارسلوناى اسپانيا يكى از اين اشخاص است. وى مى گويد: «اين نظريه قطعاً نظريه جالب توجهى است، اما هنوز زود است كه وجود چنين فضا- زمانى را كه اين نظريه بدان اشاره دارد، طبيعى بدانيم. ابتدا بايد پايدار بودن اين نوع فضا- زمان را ارزيابى كرد و من به شخصه معتقدم كه چنين فضا- زمانى پايدار نخواهد بود ؛ هرچند ممكن است من در اشتباه باشم.»
البته «پاديلا» اذعان مى دارد كه ممكن است در آينده مشخص شود كه يك جهان پوسته اى با همان ويژگى هايى كه گروه «پاس» بدان اشاره دارد، جهان پايدارى خواهد بود؛ اما در نظر «پاديلا» هنوز چنين چيزى روشن نيست.

«جان كرامر» (J.Cramer) نيز از دانشگاه واشينگتن در سياتل معتقد است كه در ايده پاس، نكات جالبى نهفته است؛ اما او نيز مى گويد: «تحقق اين ايده نيازمند وجود يك جهان پوسته اى خميده غيرمتقارن است، اما ممكن است جهان ما مشابه چنين جهانى نباشد.» و ادامه مى دهد: «اما به هر حال اين ايده، ايده اى بسيار شگفت انگيز است.»

البته چنانچه سفر در زمان براساس ايده «پاس» ممكن باشد، تنها ذرات خاصى نظير نوترينوهاى خنثى و گراويتون ها امكان اين سفر را خواهند داشت و بنابراين ما عملاً امكان دخل و تصرف چندانى را در گذشته جهان نخواهيم داشت. اما «پاس» با نگاهى واقع بينانه به بحث مسافرت در زمان نگاه مى كند. او معتقد است تا زمانى كه به لحاظ نظرى احتمال سفر در زمان وجود داشته باشد، انجام آزمايش هاى تجربى در اين زمينه به زحمتش مى ارزد. او در اين مورد مى گويد: «حتى چنانچه سفر در زمان ميسر هم نباشد، با تحقيق بر روى ذراتى نظير نوترينوهاى خنثى مى توان به ماهيت آن قانون هاى فيزيك پى برد كه از چنين سفرى جلوگيرى مى كنند.» به هر حال، اولين پاسخ ها به پرسش هاى مطرح در مورد ذراتى نظير نوترينوهاى خنثى به زودى و توسط نتايج آزمايش باريكه نوترينوى MiniBoone ارائه خواهد شد. اين آزمايش تا اواخر همين امسال قادر خواهد بود كه وجود نوترينوى خنثى و مسيرهاى ميان بر در ابعاد فراسوى جهان ما را به طور تجربى تاييد كند. اما اگر سفر در زمان واقعاً حقيقت داشته باشد، ممكن است پاسخ همه پرسش هاى ما، پيش از پرسيدن آنها ارائه شده باشد.

 

+ نوشته شده در  دوشنبه 1385/12/28ساعت 22:47  توسط سپهـــر | 

تلسكوپ فضايي و ارزشمند "هابل" در كشفي جديد به شواهدي دست يافته است كه ضمن تاييد نظريه‌هاي اوليه "آلبرت اينشتين" نشان مي‌دهد نوعي انرژي مرموز و ناشناخته موسوم به "انرژي تاريك" حتي ۹ميليارد سال قبل وجود داشته و سبب گسترش ابعاد جهان شده است.

به گزارش خبرگزاري رويترز، "آدام ريس" محقق دانشگاه "جانز هاپكينز" و نيز موسسه تلسكوپهاي فضايي سازمان "ناسا" اعلام كرد كشف جديد به حل معماي انرژي تاريك كه يكي از اساسي‌ترين سوالات علم فيزيك محسوب مي‌شود، كمك بزرگي مي‌كند.

آلبرت اينشتين" در نظريه‌هاي اوليه خود مطرح كرده بود كه نيروي جاذبه بين مواد سبب مي‌شود تعادل كيهان بر هم خورده و جهان منقبض شود و به همين جهت براي ايجاد تعادل نيروي ناشناخته ديگري بايد در جهان وجود داشته باشد كه وي آن را "ثابت كيهاني"  Cosmological Constant  
ناميد.

 

اينشتين" بعدها اين نظريه خود را پس گرفته و از آن به عنوان بزرگترين اشتباه عمر خود ياد كرد، اما دانشمندان سرانجام در سال ۱۹۹۸ موفق به مشاهده عملي شواهد اين انرژي ناشناخته و پنهان شده و نظريات اوليه "اينشتين" را مجددا مطرح كردند. به گفته "ريس"، ويژگي ضد جاذبه "انرژي تاريك" همچنان در جهان هستي وجود داشته و سبب گسترش ابعاد جهان مي‌شود و شواهد تازه بدست آمده تلسكوپ "هابل" نشان مي‌دهد حتي ۹ميليارد سال قبل نيز جهان در اثر وجود همين انرژي در حال گسترش يافتن بوده است. عمر جهان در حدود ۱۳/۷ميليارد سال تخمين زده مي‌شود.

دانشمندان در اين مطالعه ، ۲۴ستاره قديمي را كه همگي حدود ۹ميليارد سال قبل در انفجارهايي بسيار نوراني موسوم به "ابرنواختر"منفجر شده‌اند مورد بررسي قرار دادند.

به گفته محققان، اين ستاره‌ها كه هر كدام حدود ۱/۴برابر خورشيد جرم داشته‌اند همگي در زماني تقريبا مشابه منفجر شده و تمام جرم خود را به نور تبديل كرده‌اند.

دانشمندان با اندازه‌گيري نور شديد حاصل از اين انفجارها كه ۹ ميليارد سال قبل رخ داده و هم‌اكنون پس از طي كردن مسافت ۹ميليارد سال نوري به زمين رسيده، موفق شدند تاثير "انرژي تاريك" بر گسترش جهان را در تمامي اين مدت بسنجند.

نتايج اين بررسي با تاييد نظريه‌هاي مطرح شده در سال ۱۹۹۸مجددا بر وجود "انرژي تاريك" در جهان از ميلياردها سال قبل تاكنون تاييد كرد.

به رغم شناسايي شواهد جديد از وجود "انرژي تاريك"، ماهيت اين انرژي همچنان براي فيزيك دانان به شكل معما باقي مانده‌است.

"اينشتين" در زمان معرفي "ثابت كيهاني" و يا به عبارتي "انرژي تاريك"، آن را يك "ويژگي" مربوط به فضاي بيكران ناميد. برخي ديگر از نظريه‌پردازان آن را حاصل يك ميدان الكترومغناطيسي بسيار عظيم مي‌دانند و برخي ديگر نيز آن را به نكات ناشناخته قانون جاذبه ارتباط مي‌دهند.

 

+ نوشته شده در  یکشنبه 1385/12/27ساعت 19:26  توسط سپهـــر | 

The three-dimensional shells of tiny ocean creatures could provide the foundation for novel electronic devices, including gas sensors able to detect pollution faster and more efficiently than conventional devices.

Using a chemical process that converts the shells’ original silica (silicon dioxide, SiO2) into the semiconductor material silicon, researchers have created a new class of gas sensors based on the unique and intricate three-dimensional (3-D) shells produced by microscopic creatures known as diatoms. The converted shells, which retain the 3-D shape and nanoscale detail of the originals, could also be useful as battery electrodes, chemical purifiers – and in other applications requiring complex shapes that nature can produce better than humans.

“When we conducted measurements for the detection of nitric oxide, a common pollutant, our single diatom-derived silicon sensor possessed a combination of speed, sensitivity, and low voltage operation that exceeded conventional sensors,” said Kenneth H. Sandhage, a professor in the School of Materials Science and Engineering at the Georgia Institute of Technology. “The unique diatom-derived shape, high surface area and nanoporous, nanocrystalline silicon material all contributed towards such attractive gas sensing characteristics.”
 

Image shows a sensor created from a microporous silicon

structure converted from the shell

(frustule) of a single diatom


The unique devices, part of a broader long-term research program by Sandhage and his research team, were described in the March 8 issue of the journal Nature. The research was sponsored by the U.S. Air Force Office of Scientific Research and the U.S. Office of Naval Research.

Scientists estimate that roughly 100,000 species of diatoms exist in nature, and each forms a microshell with a unique and often complex 3-D shape that includes cylinders, wheels, fans, donuts, circles and stars. Sandhage and his research team have worked for several years to take advantage of those complex shapes by converting the original silica into materials that are more useful.

Ultimately, they would like to conduct such conversion reactions on genetically-modified diatoms that generate microshells with tailored shapes. However, to precisely alter and control the structures produced, further research is needed to learn how to manipulate the genome of the diatom. Since scientists already know how to culture diatoms in large volumes, harnessing the diatom genetic code could allow mass-production of complex and tailored microscopic structures.

Sandhage’s colleagues, Prof. Nils Kröger (School of Chemistry and Biochemistry at Georgia Tech) and Dr. Mark Hildebrand (Scripps Institution of Oceanography) are currently conducting research that could ultimately allow for genetic engineering of diatom microshell shapes.

“Diatoms are fabulous for making very precise shapes, and making the same shape over and over again by a reproduction process that, under the proper growth conditions, yields microshells at a geometrically-increasing rate,” Sandhage noted. “Diatoms can produce three-dimensional structures that are not easy to produce using conventional silicon-based processes. The potential here is for making enormous numbers of complicated 3-D shapes and tailoring the shapes genetically, followed by chemical modification as we have conducted to convert the shells into functional materials such as silicon.”

Silicon is normally produced from silica at temperatures well above the silicon melting point (1,414 degrees Celsius), so that solid silicon replicas cannot be directly produced from silica structures with such conventional processing. So the Georgia Tech researchers used a reaction based on magnesium gas that converted the silica of the shells into a composite containing silicon (Si) and magnesium oxide (MgO). The conversion took place at only 650 degrees Celsius, which allowed preservation of the complex channels and hollow cylindrical shape of the diatom.

The magnesium oxide, which makes up about two-thirds of the composite, was then dissolved out by a hydrochloric acid solution, which left a highly porous silicon structure that retained the original shape. The structure was then treated with hydrofluoric acid (HF) to remove traces of silica created by reaction with the water in the hydrochloric acid solution.

The researchers then connected individual diatom-derived silicon structures to electrodes, applied current and used them to detect nitric oxide. The highly porous silicon shells, which are about 10 micrometers in length, could also be used to immobilize enzymes for purifying drugs in high-performance liquid chromatography (HPLC) and as improved electrodes in lithium-ion batteries.

“Silicon can form compounds that have a high lithium content,” Sandhage said. “Because diatom-derived silicon structures have a high surface area and are thin walled and highly porous, the rate at which you can get lithium ions into and out of such silicon structures can be high. For a given battery size, you could store more power, use it more rapidly or recharge the battery faster by using such structures as electrodes.”

In testing, the researchers showed that the silicon they produced was photoluminescent – meaning it glows when illuminated by certain wavelengths of light. That shows the fabrication process produced a nanoporous, nanocrystalline structure – and may have interesting photonic applications in addition to the electronic ones.

Though Sandhage and his collaborators have demonstrated the potential of their technique, significant challenges must be overcome before they can produce useful sensors, battery electrodes and other structures. The sensors will have to be packaged into useful devices, for example, connected into arrays of devices able to detect different gases and scaled up for volume manufacture.

The Aulacoseira diatoms used in the research reported by Nature were millions of years old, obtained from samples mined and distributed as diatomaceous earth. To provide samples with other geometries, Sandhage’s group has set up a cell culturing lab, with the assistance of Georgia Tech colleagues Nils Kröger and Nicole Poulson, to grow the brownish-colored diatoms.

Sandhage, who is a ceramist by training, would now like to work directly with electronics engineers and others who have specific interests in silicon-based devices.

“We can target diatoms of a certain shape, generate the right chemistry, and then work with applications engineers to get these unique structures into practice,” he said. “We are now at the point where we have a good idea of the chemical palette that is accessible with the conversion approaches we have taken. The next step is really to start making packaged devices.”

+ نوشته شده در  پنجشنبه 1385/12/24ساعت 21:21  توسط سپهـــر | 

 

يكي از آنها به نام دوگانگي T نوعي تغيير شكل است كه در مورد فضاهايي كه حداقل يك بعد توپولوژيكي دايره اي شكل دارند، مصداق دارد و مطابق آن ابعاد اضافي كوچك و بزرگ معادل يكديگر هستند.

منشأ تمام اين دوگانگي ها اين واقعيت است كه ريسمان ها حركات خيلي پيچيده اي دارند. تمامي ويژگي هاي سحرآميز ريسمان هاي كوانتومي يك هدف مشترك دارند: آنها از بي نهايت بيزارند و به هرصورتي كه ممكن است سعي در مهار آن دارند. نظريه پردازان ريسماني توقع دارند كه اگر تاريخچه ي عالم را در طول زمان به عقب بياوريم، انحناي فضا-زمان روبه افزايش نهد ولي به جاي اينكه تمام مسير به سوي بي نهايت را طي كند.( كه طبق نظريه رايج انفجار بزرگ به نقطه تكنيكي برسد). سرانجام به يك نقطه ي ماكزيمم مي رسد و دوباره كاهش پيدا مي كند. براي رسيدن به اين مقصود، نظريه پردازان ريسماني، دست به خطر زده و در مورد جهان پيش از انفجار( يا پيش-مهبانگ) حدس هايي زده اند.  دو تاي اين حدس ها گسترش بيشتري پيدا كرده اند. اولين آنها كه من و همكارانم در سال 1991 آغاز به پروراندن و توسعه دادن آن كرديم، الگوي پيش- مهبانگي ناميده مي شود كه دوگانگي Tرا با تقارني كه در وارونگی زماني كشف شده( كه مطابق آن معادلات فيزيكي در طول زمان چه رو به جلو و چه رو به عقب به نحو يكساني عمل مي كنند) تركيب مي كند. در نتيجه اين تركيب سبك جديد و بسيار با ارزشي به وجود مي آيد كه در آن عالم به عنوان نمونه،پنج ثانيه پيش از انفجار بزرگ با همان آهنگ پنج ثانيه پس از آن در حال انبساط بوده است ولي نرخ تغيير انبساط مخالف هم بودند.

در نتيجه به طور خلاصه اين امكان وجود دارد كه انفجار بزرگ نقطه آغازين عالم نبوده  بلكه تنها انتقالي شديد و ناگهاني از شتاب افزايش به شتاب كاهنده بوده باشد. مطابق اين سناريو، تصوير عالم پيش- مهبانگ به طور تقريبي آينه تمام نماي جهان پس- مهبانگ بوده است. اگر جهان آنقدر در آينده جاودانه بماند كه محتويات آن بسيار رقيق و سرانجام ناپديد شوند، در آن صورت بايد داراي گذشته اي جاوداني نيز بوده باشد. جهان در گذشته بي نهايت دور،تقريباً خالي بود و فقط شامل گازي رقيق،بسيار پراكنده و آشفته از تابش و ماده بوده است. به دنبال گذشت زمان نيروها قدرتمند تر شدند و به جمع آوري مواد كنار يكديگر پرداختند.به صورت تصادفي بعضي نواحي فضا مواد را حوالي خود گردآوري كردند. سرانجام چگالي آن نواحي چنان افزايش يافت كه منجر به شكل گيري سياهچاله ها شد. سپس ارتباط مواد درون آن نواحي با خارج قطع شد و جهان به نواحي تكه تكه اي تقسيم شد.

درون يك سياهچاله، فضا و زمان نقش هاي خود را با يكديگر عوض مي كنند. مركز يك سياهچاله، نقطه اي از فضا نيست بلكه لحظه اي از زمان است. ماده سقوط كننده داخل سياهچاله، هرچه به سوي مركز آن پيش مي رفت، به چگالي بيشتر و بيشتري دست مي يافت. هنگامي كه چگالي،دما وخميدگي مقدار مجاز در نظريه ريسمان را پشت سر گذاشتند،تغيير وضعيت داده و شروع به كاهش كردند. لحظه ي اين بازگشت همان چيزي است كه ما آن را انفجار بزرگ مي ناميم عالم ما داخل يكي از همين سياهچاله ها تشكيل شد.

در ديد اوليّه امكان دارد اين ايده ها همانند اصولي در ماوراي فيزيك به نظر برسند ايده هايي جالب كه تعيين صحّت يا نادرستي آنها از عهده راصدان خارج است. اين طرز فكري بسيار بدبينانه است. همانند اجزاء دوره انبساط، يك دوران بيش- مهبانگي احتمالي نيز مي تواند پيامد هاي قابل مشاهده اي به خصوص براي تغييرات جزئي يافت شده در دماي پس زمينه مايكروويو كيهاني داشته باشد. امواج گرانشي با هر اندازه اي، نشانه مجزاي مربوط به خود را در قطبي كردن زمينه مايكروويو بر جاي مي گذارند. رصد گر هاي آينده، نظير ماهواره پلانك آژانس فضايي اروپا بايد قادر باشند كه اين نشانه را در صورت وجود مشاهده كنند.در آن صورت ما مي توانيم ادعا كنيم كه آزمون سرنوشت سازي را پشت سر گذاشته ايم. با همه اين گفته ها، زمان چه هنگامي آغاز شده است؟ دانش هنوز نمي تواند با قاطعيت به اين پرسش پاسخ دهد. امّا لااقل دو نظريه كه قابل آزمايش هستند، ظاهراً بيان مي كنند كه عالم و در نتيجه زمان ،مدت ها پيش از انفجار بزرگ وجود داشته اند. هر کدام از اين مدل ها اگر درست باشند، عالم هميشه برپا بوده است و حتی اگر روزی دوباره متلاشی شود هرگز به پايان راه خود نخواهد رسيد.

+ نوشته شده در  شنبه 1385/12/19ساعت 10:26  توسط سپهـــر | 

متنی كه در زير مي خوانيد، نوشته اي است از گابريل ونزيانو(Gabriele veneziano) فيزيكدان نظري مركز تحقيقات فيزيك ذره اي اروپا(CERN ) كه در اواخر دهه 1960 به عنوان پدر نظريه ريسمان شناخته شد.

نظريه ريسمان بيان مي كند كه انفجار بزرگ سرمنشأ عالم نبوده، بلكه صرفاً پيامد وضعيتي بوده كه مدت ها قبل از آن زمان وجود داشته است.تا حدود 10 سال پيش، اينچنين پرسشي كفرآميز محسوب مي شد. زيرا غالب كيهان شناسان مطرح كردن زماني قبل از انفجار بزرگ را مانند اين مي دانستند كه كسي جايگاه شمال قطب شمال را از شما بپرسد. يونانيان باستان دربارة منشأ زمان مناظرات و مباحثه هاي فراواني ترتيب مي دادند. ارسطو كه از بي آغازي زمان طرفداري مي كرد،استنادش بر اين اصل بود كه از هيچ ،چيزي به وجود نمي آيد. پس اگر عالم در هيچ  برحه اي از زمان نتوانسته باشد خود را از نيستي به هستي در آورد، الزاماً مي بايست همواره وجود مي داشته است.

پس به اين دليل و دلايلي ديگر، زمان بايد به طور نامحدود در گذشته و آينده امتداد داشته باشد. امّا دين شناسان مسيحي نظري دگرگونه داشتند.آگوستين استدلالش بر اين بود كه آفريدگار بيرون از فضا و زمان حضور دارد و قادر است كه اين ساختارها را همانطور كه ديگر جنبه اي دنياي ما را خلق می كند، به وجود  آورد. دو دليل سبب شد كه كيهان شناسان معاصر نتيجه مشابهي بگيرند. يكي از آنها نسبيت عام و ديگري شواهدي بودند كه از مشاهده انبساط جهان به دست آمدند كه بر طبق آنها دو فيزيكدان نامي يعني استفان هاوكينگ و روجر پنروز در سال 1960 ثابت كردند كه زمان نمي تواند به طور نا محدود رو به گذشته ادامه داشته باشد و اگر در طول زمان رو به عقب برويم، بالاجبار بايد به نقطه تكينگي برسيم. ولي تكينگي گريز ناپذير، كيهان شناسان را در برابر مسائلي جدي قرار مي دهد. خصوصاً با مقادير زياد همگني و يكساني كه جهان ما در مقياس هاي بزرگ دارد، ناهماهنگ است. براي يكسان ديده شدن عالم در تمام نقاط بايد ميان قسمت هاي دور دست فضا گونه اي رابطه وجود داشته باشد به طوري كه ويژگي ها ومشخصات آنها را با يكديگر هماهنگ كند.

امّا فيزيكدانان براي رهايي از اين بن بست به دو راه حل طبيعي ديگر توجه دارند. يكي از آنها اينطور بيان مي كند كه زمان در لحظه ي انفجار بزرگ آغاز نشده و دوره هاي طولاني قبل از آن وجود داشته است. دليل اينكه تا به حال دانشمندان به اندازه كافي به اين فرض توجه نمي كردند، اين بود كه فرض مي كردند نسبيت همواره معتبر است در حالي كه نزديك زمان تكنيكي اثرات كوانتومي غالب هستند. بنابراين براي دانستن آنچه كه واقعاً رخ داده ،فيزيكدانان ناگزيرند تا نسبيت را وارد يك نظريه كوانتومي گرانش كنند. امروزه براي رسيدن به اين مقصود دو نظريه بيشتر مورد توجه قرار دارد. يكي از آنها به نام گرانش كوانتومي حلقوي، اساس نظريه اينشتين را دست نخورده نگه مي دارد ولي روش به كارگيري آن در مكانيك كوانتومي را تغيير مي دهد. ولي نگرش دوم كه به عقيده ي من آينده بهتري خواهد داشت، نظريه ريسمان است. اين نظريه اصلاحي واقعاً انقلابي از تئوري اينشتين است. انديشه ي پايه اي در نظريه ريسمان اين است كه ذرات بنيادي نقطه اي شكل نيستند بلكه اجزاي تك بعدي و بي نهايت باريك هستند. اين ساختارها ريسمان ناميده مي شوند. همه ذرات مثل پروتون ها ونوترون ها از ذرات بنيادي به نام كوارك تشكيل شده اند. كوارك ها توسط مبادله ذراتي به نام گلوئون با هم رابطه برقرار مي كنند. گلوئون حامل نيروي قوي هسته اي است و نقش آن چسباندن (glue ) كوارك ها به همديگر است.

دليل اينكه دانشمندان سرانجام به نظريه ريسمان رسيدند، اين است كه آنها متوجه شدند كه ذرات بنيادي شامل تعداد زيادي ذره هستند كه هر كدام ويژگي مخصوص خود را دارند. كه اين به دليل وجود تعداد نامحدود مدل هاي ارتعاشي براي يك ريسمان است. ريسمان ها خواص مهمي دارند كه دانشمندان به آنها لقب جادوي ريسمان كوانتومي مي دهند.

1-  اگر قوانين مكانيك كوانتومي را بر ريسمان ها اثر دهيم، خواص جديدي ظاهر مي شوند كه به دانشمندان در تحليل نظريات خود ياري مي رسانند.

2-  ريسما ن هاي كوانتومي حتي اگر بدون جرم باشند، اندازه حركت زاويه اي دارند برعكس فيزيك كلاسيك كه هيچ جسم بدون جرمي نمي تواند اندازه حركت داشته باشد. اين خاصيت سبب مي شود كه آنها بتوانند به طور دقيقي ويژگي هاي ناقلاني مثل فوتون و گراويتون را توضيح بدهند.

3-  ريسمان هاي كوانتومي خواستار ابعاد اضافي از فضا هستند. براي سازگار بودن معادلات ارتعاشات ريسمان ها دو گزينه پيش روي ما قرار دارد. يعني يا فضا- زمان بايد انحناي شديدي داشته باشد كه با مشاهدات در تضاد است يا اينكه حداقل 6 بعد فضايي اضافي داشته باشيم.

4 -  دانشمندان در بعضي از موارد ناچارند ثابت هاي فيزيكي را متغّير در نظر بگيرند. اين ثابت ها در نظريه ريسمان به صورت ميدان پديدار مي شوند( بيشتر شبيه ميدان الكترومغناطيسي) كه مي تواند مقادير آنها را به صورت پويا و فعال تنظيم كند.

سرانجام ريسمان هاي كوانتومي برخي تقارن هاي جديد و جالب را به فيزيكدانان معرفي كردند كه به دوگانگي معروفند.

.

.

.

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه 1385/12/17ساعت 12:38  توسط سپهـــر | 

Supernovas near Earth are rare today, but during the Pliocene era of Australopithecus supernovas happened more often. Their source was an interstellar cloud called 'Sco-Cen' that was slowly gliding by the solar system. Within it, dense knots coalesced to form short-lived massive stars, which exploded like popcorn.

    

Researchers estimate (with considerable uncertainty) that a supernova less than 25 light years away would extinguish much of the life on Earth. The blast needn't incinerate our planet. All it would take is enough cosmic rays to damage the ozone layer and let through lethal doses of ultraviolet (UV) radiation. Our ancestors survived the Pliocene blasts only because the supernovas weren't quite so close. We know because we can still see the cloud today. It's 450 light years from Earth and receding in the direction of the constellations Scorpius and Centaurus (hence the cloud's name, 'Sco-Cen'). Astronomer Jesus Maiz-Apellaniz of Johns Hopkins University recently backtracked Sco-Cen's motion and measured its closest approach: 130 light years away about 5 million years ago.

Sco-Cen was still nearby only two million years ago when many plankton, mollusks, and other UV-sensitive marine creatures on Earth mysteriously died. Paleontologists mark it as the transition between the Pliocene and Pleistocene epochs. Around the same time, according to German scientists who have examined deep-sea sediments from the Pliocene era, Earth was peppered with Fe60, an isotope produced by supernova explosions. Coincidence? No one knows. It's a puzzle researchers are still piecing together.

 

+ نوشته شده در  سه شنبه 1385/12/15ساعت 11:9  توسط سپهـــر | 

Supernovae stand out in the sky like cosmic lighthouses. Scientists at the Max Planck Institute for Astrophysics and at the National Astronomical Institute of Italy have now found a way to use these cosmic beacons to measure distances in space more accurately. The researchers have been able to show that all supernovae of a certain type explode with the same mass and the same energy - the brightness depends only on how much nickel the supernova contains. This knowledge has allowed the researchers to calibrate the brightness of supernovae with greater precision. This means that in the future, they will use the brightness of a supernova that they are observing through their telescopes to determine more accurately how far away from the Earth the cosmic lighthouse is emitting its rays (Science, 9 February 2007).

       

The arrow points to the supernova 2002bo,

The explosion of a white dwarf in

The galaxy NGC 3190 in the Leo constellation

- 60 million light years away from earth.


The end of a star’s life, when the star has become heavy enough, is marked by a huge explosion - a supernova. For a few weeks, a supernova looks almost as bright as a whole galaxy containing billions of stars. Physicists designate the brightest of these supernovae as Type Ia. Their brightness, measured from the Earth, is a measure of their distance from us - but there are several uncertainties. 'The question still remains: how suitable are supernovae really for measuring distance? For example, the knowledge that the Universe is expanding rapidly is largely based on observations of supernovae,' explains Prof. Wolfgang Hillebrandt. All type Ia supernovae exhibit similar levels of brightness, but they are not exactly consistent.

Scientists from the Max Planck Institute for Astrophysics and the National Astronomical Institute of Italy have now made a breakthrough. They have come to the conclusion that the explosion energy of the type Ia supernovae is almost consistent - it is equivalent to the fusion energy which a white dwarf with around one and half times the mass of the Sun can develop. However, the amount of radioactive nickel and medium-weight chemical elements such as silicon vary from supernova to supernova and explain the difference in their brightness. The more nickel a supernova contains, the brighter it shines.

In the explosion, nuclear fusion of carbon and oxygen creates large quantities of radioactive atomic nuclei; in some supernovae, this is mainly the radioactive isotope 56 of the element nickel. The energy from its radioactive decay is converted to light in the supernova. The fusion therefore supplies both the energy and the light for the explosion. The nuclear fusion, however, can end with lighter atomic nuclei like silicon, for example. This creates the same amount of energy, but the supernova is not so bright. The researchers identify this situation when they also see the silicon in the light spectrum of the supernova.

Over the last four years, in a study forming part of a European joint venture lead by the Max Planck Institute for Astrophysics, scientists have looked at 20 Ia supernova explosions, following each one for several weeks. Using spectroscopic and photometric data and complicated numerical simulations, they arrived at results that now make it possible to refine existing calibration methods. Astronomers calibrate the differences in brightness of the supernovae with their light curves; that is, the way the brightness develops over time in newly discovered supernovae. The light curves of brighter supernovae diminish more slowly than those of less bright supernovae. Up to now, the weakest link in this calibration method has been limited knowledge about the supernova explosions themselves: what causes the differences in brightness and are the corrections made to them justified? The supernovae that play a part in cosmology in measuring distances exploded just as our solar system was coming into existence, or even earlier. Consequently, there is no guarantee that these are the same explosions as those for which the light curves have been calibrated.

In order to exclude possible systematic differences, scientists need to have a very good understanding of the explosions, and the scientists from the Max Planck Institute for Astrophysics and the National Astronomical Institute of Italy have now made a large contribution to this. 'Our surprising results have for the first time delivered a solid basis on which we can use supernovae to measure distances in space,' says Wolfgang Hillebrandt. 'We now understand the differences in the brightness of supernovae better and can calibrate this cosmic yardstick accurately in the future.' These findings will also benefit cosmologists who use the brightness of supernovae to deduce dark energy. Scientists believe that it is this dark matter that is responsible for the rapid expansion of the Universe.

+ نوشته شده در  جمعه 1385/12/11ساعت 23:35  توسط سپهـــر | 

آخرين نتايج تحقيقات و بررسی‌های فيزيک‌دانان تاکنون وجود 7جهان موازی را به اثبات رسانده است. بايد گفت اين جهان‌های موازی آن‌قدر متفاوت و در اصل ناشناخته هستند که با قوانين مرسوم و متداول فيزيک نمی‌توان مکان و ساختار آن‌ها را توصيف کرد. عده‌ای می‌گويند اگر سرعت ما بالا رفته و به حد سرعت نور برسد می‌توانيم وارد اين جهان‌ها شويم، عده‌ای ديگر هم اعتقاد دارند از آنجايي که ذهن و روح انسان بسيار قدرتمند است، می‌تواند با استفاده از قدرت‌های روحی و روانی خود به جهان‌های ديگر سفر کند و راهی برای سفر به اين جهان‌های ناشناخته باز کند. افرادی بوده‌اند که با کمک توانايي‌های روحی _ روانی خود و از طريق تجارب فراروانی به جهان‌های موازی سفر کرده‌اند. اين افراد عموماً صحبت از تجارب مشابهی داشته‌اند و گفته‌هايشان عموماً شبيه به يکديگر است. اين افراد از طريق تجربة نزديک به مرگ (NDE) تجارب جالبی از جهان‌های موازی داشته‌اند.
روح و روان ما منبع عظيمی از انرژی الکترومغناطيس است. ما با کمک و به کارگيری اين جريان عظيم می‌توانيم به جهان‌های موازی سفر کنيم ولی اکثر ما نمی‌دانيم چگونه بايد ميدان انرژی الکترومغناطيس خود را به کار گيريم. بعضي از تئوريسين‌ها گفته‌اند که می‌توان با کمک انرژی سياه و در شرايطی خاص به جهان‌های موازی سفر کرد ولی اتفاق‌نظر جمعی براين است که بهترين روش برای اين سفر استفاده از توانايي‌های فراروانی است.
بعضي از محققين نيز مي‌گويند كه در لحظة مرگ يا زمان مديتيشن، روح آزادی عمل بيشتری پيدا می‌کند و در ميدان الکترومغناطيسی دريچه‌هايي برای سفر به جهان‌های موازی به صورتی معجزه‌آسا گشوده می‌شود.
بحث دربارة جهان‌های موازی و نحوه سفر به آنها هم‌چنان ادامه دارد.

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه 1385/12/10ساعت 22:49  توسط سپهـــر | 
   

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه 1385/12/09ساعت 21:3  توسط سپهـــر | 
                        Image hosting by TinyPic 

                        Image hosting by TinyPic

                       Image hosting by TinyPic

 

+ نوشته شده در  سه شنبه 1385/12/08ساعت 9:59  توسط سپهـــر | 

Twenty years ago, astronomers witnessed one of the brightest stellar explosions in more than 400 years. The titanic supernova, called SN 1987A, blazed with the power of 100 million suns for several months following its discovery on Feb. 23, 1987.

Observations of SN 1987A, made over the past 20 years by NASA's Hubble Space Telescope and many other major ground- and space-based telescopes, have significantly changed astronomers' views of how massive stars end their lives. Astronomers credit Hubble's sharp vision with yielding important clues about the massive star's demise.

'The sharp pictures from the Hubble telescope are helping us ask and answer new questions about Supernova 1987A,' said Robert Kirshner of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). 'In fact, without Hubble we wouldn't even know what to ask.'

                 Image hosting by TinyPic

Two decades ago, astronomers spotted

one of the brightest exploding

g stars in more than 400 years

 

Kirshner is the lead investigator of an international collaboration to study the doomed star. Studying supernovae like SN 1987A is important because the exploding stars create elements, such as carbon and iron, that make up new stars, planets, and even humans. The iron in a person's blood, for example, was manufactured in supernova explosions. SN 1987A ejected 20,000 Earth masses of radioactive iron. The core of the shredded star is now glowing because of radioactive titanium that was cooked up in the explosion.

The star is 163,000 light-years away in the Large Magellanic Cloud. It actually blew up about 161,000 B.C., but its light arrived here in 1987.

Kirshner has used the Hubble telescope to monitor the supernova. 'The Hubble observations have helped us rewrite the textbooks on exploding stars. We found that the actual universe is more complicated and interesting than anyone dared to imagine. There are mysterious triple rings of glowing gas and powerful blasts sent out from the explosion that are just having an impact now, 20 years later.'

Before SN 1987A, astronomers had a 'simplified, idealized model of a supernova,' Kirshner explained. 'We thought the explosions were spherical and we didn't think much about the gas a star would exhale in the thousands of years before it exploded. The actual shreds of the star in SN 1987A are elongated-more like a jellybean than a gumball, and the fastest-moving debris is slamming into the gas that was already out there from previous millennia. Who would have guessed?'

Hubble wasn't even around when astronomers first spotted the supernova in 1987. When Hubble was launched three years later, astronomers didn't waste any time in using the telescope to study the stellar blast. Its first peek was in 1990, the year the observatory launched. Since then, the telescope has taken hundreds of pictures of the doomed star.

The Hubble studies have revealed the following details about the supernova:

 A glowing ring, about a light-year in diameter, around the supernova. The ring was there at least 20,000 years before the star exploded. X-rays from the explosion energized the gas in the ring, making it glow for the past two decades.

 Two outer loops of glowing gas that had not been identified in ground-based telescope images.

 A dumbbell-shaped central structure that has now grown to one-tenth of a light-year long. The structure consists of two blobs of debris in the center of the supernova racing away from each other at roughly 20 million miles an hour

The onrushing shock wave from the stellar explosion is slamming into, heating up, and illuminating the inner regions of the narrow ring surrounding the doomed star.

Hubble continues to watch as the blast debris moves through the ring. The light show makes the glowing ring look like a pearl necklace. Astronomers think the whole ring will be illuminated in a few years.

The glowing ring is expected to become bright enough to illuminate the star's surroundings, which will provide astronomers with new information on how the star ejected material before the explosion.

Astronomers are analyzing images by NASA's Spitzer Space Telescope to try to understand the fate of the dust that surrounds the exploded star and in the neighborhood around the blast.

'We will learn more in the future when the shock wave moves through the inner ring and slams into the outer rings and illuminates them,' Kirshner said. 'It could lead to clues about the last 20,000 years of the star. But there are many things that are still a mystery. We still do not understand the evolution of the star before the explosion or how the three rings formed. We also think that the star may be part of a binary system.'

Astronomers also are still looking for evidence of a black hole or a neutron star left behind by the blast. The fiery death of massive stars usually creates these objects. Most astronomers think a neutron star formed 20 years ago. Kirshner said the object could be obscured by dust or it could have become a black hole.

He plans to use the infrared capabilities of the Wide Field Camera 3 - an instrument scheduled to be installed during Servicing Mission 4 - to hunt for a stellar remnant. Another instrument planned for the next Hubble servicing mission, the Cosmic Origins Spectrograph, also will be used to analyze the supernova's chemical composition and velocities.

 

+ نوشته شده در  شنبه 1385/12/05ساعت 15:42  توسط سپهـــر | 
                     Image hosting by TinyPic

                     Image hosting by TinyPic

                     Image hosting by TinyPic

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه 1385/12/02ساعت 16:36  توسط سپهـــر | 
 
صفحه نخست
تمـــاس با مــا
آرشیو
درباره وبلاگ
فیزیک ؛
فرصت شناور شدن در ژرفای ذرات
تا کرانه های ناپیدای کرات است.
.
.
.
لذت این سفر را از دست ندهید.

***************
راه هـایی ﺁشـکار مـی شوند کـه اجـــازه مـی دهند حلقه محـدود ﺁگــاهی مان را شکسته و به خارج قدم بگذاریم.

ﺁگــاهی ، کلـیتی است در مــاورا فضا – زمان ، چیزی که شاید از نظر ماهیت «من» حقیقی باشدو مـا به این ادراک رسـیده ایم که آگاهی و انرژی یکی هستند ؛ اینکه تمـامی فضا – زمـان از آگاهی ساخته شده است ؛ اینکـه احساس و دریـافت معمول مـا از واقعـیت ، ترکیبی از تعداد نامتناهی از جهان هاست که در آن زیسـته ایم ، و اینکـه آنچه از خود به عـنوان خودمــان درک می کنــیم فقـط نمــایش متمرکزی از کلیت خود حقیقی مان است.

بنابراین همه انرژی مان به بررسی آگــاهی اختصاص می یابد و ایـن یگانه راه است.

***************
هر اتفاقی را که در جهان های بی شمـار بر آن تاثیر می گذراید تشخیص دهید ....... درک کنید که در هر چیزی زندگی جریان دارد ؛ دریــابـید که شمــا آموخته هایتـان نیستید ، بگذارید تا آگاهی با شمـــا یکی شود.
.
.
.
رسوخ جهان ها در هم ، آغاز شده است !

***************
مدیریت این وبلاگ؛ بعنوان عضوی کوچک، افتخـــار همکاری با مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات ایران (IPM) و انجمن فیزیک ایران را دارد.

***************
استـفــاده از مطالـب ایـن وبلاگ با ذکـر منبـع و یا ذکـــر آدرس آن مجاز مـی باشـد.
Zeta.Sepehr@gmail.com

لینکــــها
Max Planck Institute for Gravitational Physics
Interactive Science Simulations
The Theoretical Physics Library
Emmy Noether
تحقیقات جالب و استثنــایی اپتیکی (وابسته به انجمن فیزیک آمـــریکا)
موسسـه البرت اینشتین؛ (بخش گرانش موسسه ماکس پلانک)
وب سایت دسترسی به انتشارات ده سال تئوری نسبیت
مرکز فیزیک؛ وابسته به انجمن فیزیک آمریکا
آزمایشگــاه ملی فیزیک انگلستان
بخش فیزیک و ریاضیات مجله New Scientist
مرکـــز تحقیقاتی فیزیک آشوب (دانشگــاه استانفورد)
Physics Forums
Physics Education technology
وب سایت رسمی پرفســـور ادوین تیلــور
تصــــاویری از شتابدهنـــده LHC
وب سایت اختصاصی علــــی جعفــری
مرکـــز مطالعات تئوری فیزیک هسته ای و مباحث مربوطه در اروپــــا
وب سایت هندسه ناجابجایی و تئوری گروه هــای کوانتومی
وب سایت رسمی Alain Connes
سرویس اطلاع رسانی مرکز تحقیقاتی CERN
مركـــز فيزيك نظري دانشگاه MIT
Physical Review Online Archive
Noncommutative geometry
Not Even Wrong
homepage of the European Mathematical Society Publishing House
آرشیو پیوندهای روزانه
آمـــار بازدیدکننـدگان
نوشته های پیشین
88/08/01 - 88/08/30
88/07/01 - 88/07/30
88/06/01 - 88/06/31
88/05/01 - 88/05/31
88/04/01 - 88/04/31
88/03/01 - 88/03/31
88/02/01 - 88/02/31
88/01/01 - 88/01/31
87/12/01 - 87/12/30
87/11/01 - 87/11/30
87/10/01 - 87/10/30
87/09/01 - 87/09/30
87/08/01 - 87/08/30
87/07/01 - 87/07/30
87/06/01 - 87/06/31
87/05/01 - 87/05/31
87/04/01 - 87/04/31
87/03/01 - 87/03/31
87/02/01 - 87/02/31
87/01/01 - 87/01/31
86/12/01 - 86/12/29
86/11/01 - 86/11/30
86/10/01 - 86/10/30
86/09/01 - 86/09/30
86/08/01 - 86/08/30
86/07/01 - 86/07/30
86/06/01 - 86/06/31
86/05/01 - 86/05/31
86/04/01 - 86/04/31
86/03/01 - 86/03/31
86/02/01 - 86/02/31
86/01/01 - 86/01/31
85/12/01 - 85/12/29
85/11/01 - 85/11/30
85/10/01 - 85/10/30
85/09/01 - 85/09/30
85/08/01 - 85/08/30
85/07/01 - 85/07/30
آرشیو موضوعی
مکانیک کلاسیک
مکانیک کوانتومی و فیزیک ذرات
کوانتــــوم مکانیک نسبیتــــی
فیزیک نسبیتـــی
اختر فیزیک و کیهان شناسی
در اعماق آسمــان
نجوم آمــاتوری
فیزیک حالت جامد
مکانیک سیالات
ترمودینامیک و مکانیک آمـــاری
فیزیک پلاسمــا
فیزیک هسته ای
لیـــزر؛ اپتیک، آکوستیک
الکترومغناطیس و الکـترودینامیک
الکتـــرودینامیک کوانتومی
فیزیک سیستمهای آشوبناک
روشهــای ریاضی فیزیک
هندسه ناجابجــــایی
مباحث فیزیک بنیادی: ابرریسمانها و ابعاد بالاتر
متــــا فیزیک
مشـاهیــر فیزیک
سخنـان بزرگــــان فیزیک
تاریخ و فلسفه علم فیزیک
اخبار و اطلاعیه هـــای مرتبط
ویــژه مباحث مرتبط با علوم دیگر
کتب در سطح عموم خواننــدگان (New)
مقالات و مطالب متفـــرقه (New)
--------------------------------------
مدرسه و کــارگاه الکتـــروویک
تالار بحث و گفتــــگو (New)
پیوندها
شعر **کوهکـن**
** کنگاور **
تیغ سیاه
کاتالیزور
زمان فلسفه - The Time Of Philosophy
درس شیرین ریاضی
ستارگان کویر یزد
علم نجوم
آندرومدا
مقالات فیزیک
..:: LOG 10 ::..
من و آسمــان
علــمي ، تحقيقاتــي
دانلود رایگان کتاب فیزیک به زبان فارسی
نجــوم 4
به سوی اینشتین شدن
فیزیک نوین - اختر فیزیک
افق های نو
آئین خوشبختـی
وبلاگی برای فیزیک و نجوم
وبلاگ شیمی آلی سعید عظیمی
Decision Rule
فیزیک حالت جامد
فیزیک را بهتر یاد بگیریم
فیزیک در عصر امروز
بانک مقالات علمی
ماهنامه ی ردپــای فیزیک
ابديت
دنیای بی انتها
مهندسی اپتیک و لیزر
سايت دانشجويان فيزيك دانشگـــاه فردوسي
زیبـــاترین علم
علــــم
دپارتمان فیزیک کوپرنیک
آنســـوی هستی
فیزیــکســــرا
دختــری با جریان 666 ولت!!!
...::*فیزیک مهر*::...
باران سبز
دانشجویان فیزیک علم و صنعت
صدرای اردی بهشت
آندرومـــــدا
گیتی
دانلود یا خرید فیلم های مستند علمی
کیهان نورد
ریاضیات و فیزیک
زبان انگلیسی ...
AstroNomY 2009
فیزیک نظری
نظـر سنجي هــا
لوگــوهای حمایتی وبگـاه
 

 RSS

POWERED BY
BLOGFA.COM

طراح قالب

دیجیتال کیوان

 
Review-Of-Physics