علم و فناوری

۱۰ راز حل نشده در فیزیک

۱۰ تا از اسرار حل نشده در فیزیک

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 رای, میانگین: 3٫00 )
Loading...Loading...

۱۰ راز حل نشده فیزیک

اگر شما تا به حال یک قسمت از فیلم سفرنامه ستارگان یا The Theory of Big Bang را تماشا کرده باشید، می دانید که علم فیزیک نیز میتواند در جای خود جالب و سرگرم کننده باشد. نویسندگانی که در این زمینه (علمی و گاها تخیلی) فعالیت میکنند نمیتوانند تمام جزئیات و واقعیت های این علم بزرگ را بخ خوبی به نمایش بگذارند

نویسندگان مورد علاقه موضوعات علمی تخیلی و کمدی ممکن است هر جزئیاتی را به درستی بدست نیاورند، اما این علاقه ما را به جنبه های عجیب و غریب نظریه های علمی جلب می کند.

امروز، ما در مورد ۱۰ اسرار واقعی صحبت خواهیم کرد که فیزیک انها را توضیح داده است.
از ارتباطات بیگانه تا زمان سفر به اسمان ها سعی خواهیم کرد این اسرار را برای همه قابل درک کنیم.

 

۱- اشعه های کیهانی فوق العاده با انرژی بالا کجا انجام می شود؟

۱۰ راز حل نشده فیزیک - اشعه های کیهانی فوق العاده با انرژی بالا کجا انجام می شود؟
۱۰ راز حل نشده فیزیک – اشعه های کیهانی فوق العاده با انرژی بالا کجا انجام می شود؟

فضای کهکشان پویشده از ذراتی بانرژی بالا است که دائما در برخورد با یکدیگرند. این اشعه ها را غالبا اشعه کیهانی مینامند. در حالی که این اشعه ها هیچ ضرری برای زندگی انسان ها ندارند نقطه عطفی برای مطالعات فیزکدانان هستند.
مشاهدات اشعه های کیهانی اطراف ما درباره آسترو فیزیک و فیزیک ذرات اطلاعات خوبی را به ما میدهند اما آنهایی که انرژی بیشتری از خود ساتع می کنند برای مطالعات فیزیکی مناسب ترند.

در سال ۱۹۶۲، دکتر جان دی. لینسلی و لیوویو اسکارسچی در آزمایش ونکو، با پدیده ای غیر قابل باور رو به رو شدند: پرتوهای کیهانی پر انرژی با انرژی بیش از ۱۶ ژول.  این پدیده به شما برخی از چشم انداز ها را نشان مدهد ، یک ژول تقریبا انرژی است که برای بلند کردن یک سیب از کف زمین به روی میز طول می کشد که این پرتو های کیهانی این قدرت را دارند با این وجود، تمام این انرژی متمرکز شده در یک ذره ای که  صد میلیون میلیارد میلیارد بار کوچکتر از سیب است کمی متحیر العقول به نظر می رسد.

فیزیکدانان هنوز نمی دانند که آِیا این ذرات ایا این مقدار باور نکردنی انرژی را میتوانند دریافت کنن؟.
بعضی از نظریه ها این ایده را دارند که ممکن است از ابرنو اخترها باشد، زمانی که ستارگان در انتهای زندگی خود منفجر می شوند. و ذراتی نیز ممکن است در دیسکهای فروپاشی که در اطراف سیاه چاله ها تشکیل شده است شتاب دار شود.

 

۲- جهان ما تحت تأثیر تورم قرار دارد؟

۱۰ راز حل نشده فیزیک - جهان ما تحت تأثیر تورم قرار دارد؟
۱۰ راز حل نشده فیزیک – جهان ما تحت تأثیر تورم قرار دارد؟

جهان در مقیاس های بزرگ شگفت آور است. این چیزی است که به نام “اصل کیهانشناسی” نامیده می شود – این ایده که در هر کجا که در جهان قرار دارد، تقریبا همان مقدار مواد به طور متوسط ​​وجود دارد. اما تئوری انفجار بزرگ نشان می دهد که در اوایل دوران، تفاوت های بزرگی در تراکم در جهان اولیه وجود داشته است. بنابراین، امروزه خیلی بیشتر از جهان ماست. نظریه تورم نشان می دهد که جهان که امروز شاهد آن هستیم از یک حجم کوچک از جهان اولیه می آید. این حجم کوچک ناگهان و به سرعت در حال گسترش است – بسیار سریعتر از جهان امروز گسترش می یابد.

درست مثل اینکه اگر شما یک بادکنک را برداشتید و سپس آن را با هوا پر کردید، تورم “همه ی توده ها را در جهان اولیه کشف کرد” و توضیح می دهد که چرا ما یک جهان نسبتا مسطح داریم. اگرچه این موضوع در مورد آنچه ما می بینیم خیلی توضیح می دهد، فیزیکدانان هنوز نمی دانند که چه چیزی موجب تورم شده است . جزئیات آنچه که در جریان این تورم اتفاق افتاده است نیز طرح ریزی شده است. درک بهتر این دوران می تواند به اندازه ما در مورد جهان امروز به ما بگوید.

 

۸- آیا ما می توانیم انرژی تاریک و ماده تاریک را پیدا کنیم؟

۱۰ راز حل نشده فیزیک - آیا می توانیم یک نظریه ی واحد داشته باشیم؟
۱۰ راز حل نشده فیزیک – آیا می توانیم یک نظریه ی واحد داشته باشیم

۱۰ راز حل نشده فیزیک – آیا ما می توانیم انرژی تاریک و ماده تاریک را پیدا کنیم؟ این حقیقت بسیار شگفت انگیز است: علم بشر تا کنون توانسته است که حدود ۵ درصد از آنچه را که باید کشف کند کرده است.

فیزیکدان ها چندین دهه پیش متوجه شدند که ستارگان در لبه های بیرونی کهکشان ها در اطراف مرکز این کهکشان ها وجود دارند برای توضیح این مطلب، دانشمندان پیشنهاد کردند که آن کهکشان هایی که ستاره ها را سریع تر چرخاند، ممکن است برخی از انها “تاریکی” های نامرئی داشته باشند. پس از این، مشاهدات از جهان در حال گسترش، فیزیکدانان را به این نتیجه رساند که باید قسمت تاریک بیشتری داشته باشند – پنج برابر آنچه که می بینیم.

در کنار این، ما می دانیم که گسترش جهان واقعا سریع شده است.
این عجیب است زیرا ما می خواهیم کشش گرانشی ماده – هر دو “نور” و “تاریکی” – به منظور کاهش سرعت گسترش جهان باشد. این ترکیب را با این واقعیت که جهان فضا و زمان مسطح است، به طور کلی، منحنی نیست – و کیهان شناسی ها نیاز به توضیح چیزی که متعادل کننده جاذبه گرانشی ماده است می باشند. “انرژی تاریک” یک راه حل است که بیشتر انرژی در جهان نمی تواند در ماده قفل شود، بلکه به جای آن، گسترش جهان را به وجود می آورد.
فیزیکدانان معتقدند که حداقل ۷۰ درصد از انرژی جهان در قالب انرژی تاریک است.

با این حال، تا امروز، ذراتی که ماده تاریک را تشکیل می دهند و زمینه تولید انرژی تاریک را به طور مستقیم در آزمایشگاه مشاهده نمی کنند. مشاهده ماده تاریک با این شرایط دشوار است، زیرا با نور ارتباطی ندارد، که معمولا مشاهدات انجام می شود. اما فیزیکدانان امیدوار هستند که ذرات ماده تاریک بتوانند در Collider Hadron Large (LHC) تولید شوند، جایی که آنها می توانند مورد مطالعه قرار بگیرند. به نظر می رسد که ذرات ماده تاریک سنگین تر از هر چیزی است که LHC می تواند تولید کند، در این صورت ممکن است برای مدت بسیار طولانی یک رمز و راز باقی بماند. انرژی تاریک توسط مشاهدات مختلفی از جهان پشتیبانی می شود، اما هنوز عمیقا مرموز است. به لحاظ بسیار واقعی، ممکن است این باشد که «فضا فقط به گسترش نیاز دارد» و ما فقط می توانیم آن را گسترش دهیم، زمانی که به مقیاس بسیار بزرگ نگاه کنیم.

یا شاید ماده تاریک و توضیحات انرژی تاریک نادرست باشد، و نظریه کاملا جدید مورد نیاز است.
اما قبل از اینکه فیزیکدانان آن را اتخاذ کنند، باید آنچه را که بهتر از نظریه فعلی میبینیم، توضیح دهیم.
با این حال، باور نکردنی است که ما می توانیم حدود ۹۵ درصد از جهان را درک کنیم.

 

۷- قلب سیاه چاله چیست؟

۱۰ راز حل نشده فیزیک - قلب سیاه چاله چیست؟
۱۰ راز حل نشده فیزیک – قلب سیاه چاله چیست؟

سیاه چاله ها برخی از جالب ترین و زیبا ترین  اشیاء در علم فیزیک است. ما می توانیم آنها را به عنوان مناطقی از فضا-زمان با چنین میدان های گرانشی شدید که حتی نور نمی توانند فرار کنند توصیف کنیم از آنجایی که آلبرت انیشتن نشان داد که گرانش فضا و زمان را با تئوری نسبیت عام “خم می کند”، ما میدانیم که نور از اثرات گرانشی ایمنی نیست. در حقیقت، تئوری اینشتین در خلال یک خورشیدگرفتگی ثابت شد که گرانش خورشید، ستاره های دور را خنثی کرد.

از آن به بعد، بسیاری از سیاهچاله ها مشاهده شده اند، از جمله یک سیاهدچاله  بزرگ و فوق العاده در قلب کهکشان ماوجود دارد اما رمز و راز آنچه در قلب یک سیاهچاله رخ می دهد هنوز حل نشده است. بعضی از فیزیکدانان فکر کردند که ممکن است “تکینگی” – نقطه چگالی بی نهایت باشد، در حالی که برخی از توده ها به یک فضای بی نهایت کوچک متمرکز شده اند. دشوار است تصور کنید بدتر از همه، هر یک از تکالیف منجر به یک سیاهچاله در این نظریه می شود، بنابراین هیچ راهی وجود ندارد که ما بتوانیم انحصار را به طور مستقیم مشاهده کنیم.

بحث هنوز در مورد اینکه آیا اطلاعات درون سیاه چاله ها از بین رفته است، هنوز وجود دارد.
آنها ذرات و تابش را جذب می کنند و تابش هاوکینگ را منتشر می کنند، اما به نظر می رسد که پرتو هاوکینگ هیچ اطلاعاتی در مورد آنچه در داخل سیاهچاله وجوددارد را نشان ندهد. به نظر می رسد برخی از اطلاعات مربوط به ذراتی که فراتر از افق رویداد به سیاهچاله می افتد گم می شود. واقعیت این است که حداقل دریک لحظه به نظر غیر ممکن است که درک کنیم آنچه در قلب سیاهچاله ها اتفاق می افتد نویسندگان علمی تخیلی برای چندین دهه فکر کرده اند که آیا سیاه چاله می توانند شامل جهان های مختلف باشند یا برای حمل و نقل یا سفر زمان استفاده شوند.

از آنجا که جذب شده توسط یک سیاهچاله مستلزم آن است
که به یک رشته اتم (“spaghettification”) کشیده شود،
ما داوطلبانه درگیر سرمایه گذاری در داخل و پیدا کردن نیستیم.

 

۶- آیا زندگی هوشمندانه وجود دارد؟

۱۰ راز حل نشده فیزیک - آیا زندگی هوشمندانه وجود دارد؟
۱۰ راز حل نشده فیزیک – آیا زندگی هوشمندانه وجود دارد؟

مردم تا زمانی که در شب به آسمان نگاه کرده اند، رویای بیگانگان را می بینند و فکر می کنند که چه چیزی ممکن است وجود داشته باشد. اما در دهه های اخیر، ما تعداد زیادی از شواهد زیبا  را کشف کرده ایم. برای شروع، سیارات بسیار رایجتر از افرادی هستند که در ابتدا تصور می کردند، بیشتر ستارگان دارای یک سیستم سیاره ای هستند. ما همچنین می دانیم که فاصله زمانی بین سیاره ما تبدیل شدن به مسکن و زندگی بر روی آن بسیار کوچک است. آیا این نشان می دهد که زندگی به احتمال زیاد شکل می گیرد؟

راه حل های زیادی برای پارادوکس فرمی وجود دارد، از وحشی تا غم  و اندوه.
این واقعا راه دشوار رسیدن به نتیجه های علمی خوب را نشان می دهد، زمانی که فقط یک نقطه داده و اطلاعات  دارید: ما می دانیم که زندگی هوشمند بر روی این سیاره تکامل یافته است (خوب، شاید بحث برانگیز باشد)، که این بدان معنی است که می تواند اتفاق بیفتد. اما ما نمی توانیم بدانیم  یا شاید چیزی در مورد سیاره ما وجود داشته باشد که بسیار نادر است اما برای میزبانی زندگی مناسب است. شاید احتمال زندگی کردن بسیار کم است، بنابراین تمایلات بیگانه ای وجود دارد که در آن ستاره شناس فرانک دریک با استفاده از معادله “دریک” ا به عنوان راهی برای بررسی تمام جنبه های مختلف این مشکل قرار داده است .

شاید زندگی معمول است، اما زندگی هوشمندانه نادر است.
شاید، پس از مدتی، تمام تمدن ها در مقابل ارتباط با سایر شکل های زندگی تصمیم می گیرند.
آنها آنجا هستند، اما نمی خواهند با ما صحبت کنند. شاید، دلمشغولی، نشان دهد که بسیاری از تمدن های بیگانه اندکی پس از تبدیل شدن به فنآوری به اندازه کافی پیشرفته برای برقراری ارتباط، خود را از بین می برند. ما می توانیم در مورد این اتفاقات در زمین با سلاح های هسته ای یا کنترل از راه دور بی اعتماد باشیم. حتی پیشنهاد شده است که عدم ارتباط با بیگانگان، اثباتی که درجهان ایجاد شده است – یا توسط یک خدا یا به عنوان بخشی از یک شبیه سازی کامپیوتری.
توضیح میدهد که چرا فقط پارسه های کیهانی در حالت تک نفره بازی می کنند.

واقعیت این است که ما به دنبال آن چیزی نیستیم که طولانی است و فضای نامحدود گسترده دارد .
سیگنال ها می توانند به آسانی از بین بروند و تمدن بیگانه باید یک سیگنال رادیویی قدرتمند برای ما ارسال کند تا آن را انتخاب کند. اما هیجان انگیز است که فکر کنیم کشف یک تمدن بیگانه می تواند فردا اتفاق بیفتد و درک ما از جهان را برای همیشه تغییر دهد.

 

۵- آیا می توان هر چیزی را سریع تر از سرعت نور سفر کرد؟

۱۰ راز حل نشده فیزیک - آیا می توان هر چیزی را سریع تر از سرعت نور سفر کرد؟
۱۰ راز حل نشده فیزیک – آیا می توان هر چیزی را سریع تر از سرعت نور سفر کرد؟

از آنجایی که انیشتین  با نظریه نسبیت خاص فیزیک را تغییر چهره داد، فیزیکدانان مطمئن بودند که هیچ چیز نمی تواند سریعتر از سرعت نور حرکت کند . در واقع، نسبیت پیش بینی می کند که برای هر چیز با جرمی که حتی با سرعت نور سفر می کند، انرژی بی نهایت مورد نیاز است. ما این را در اشعه های کیهانی فوق پر انرژی نشان می دهیم که قبلا ذکر شده است. آنها انرژی های فوق العاده ای نسبت به اندازه خود دارند، اما هنوز هم این سرعت را نمی گیرند. سرعت نور به عنوان محدودیت سخت نیز ممکن است توضیح دهد که چرا ارتباطات از تمدن بیگانه بعید است. اگر آنها نیز توسط این محدود شوند، ممکن است سیگنالها برای رسیدن به مقصد هزاران سال طول بکشد اما مردم به طور پیوسته مورد سوال قرار می گیرند که آیا ممکن است برخی از راه های اطراف محدودیت سرعت در جهان وجود داشته باشد. در سال ۲۰۱۱، آزمایش OPERA برخی نتایج اولیه نشان داد که نوترینوها در حال حرکت سریعتر از سرعت نور بودند. اما محققان بعدا متوجه خطاهای اضافی در راه اندازی آزمایشی شدند که نتایج را ثابت نکرد.

اگر هیچ راه ارتباطی با ماده یا اطلاعات سریعتر از سرعت نور وجود نداشته باشد، بدون شک جهان را تغییر خواهد داد. مسافرت فوری بیش از نور نقض چیزی است که به نام علیت – رابطه بین علل و اثرات حوادث است. با توجه به اینکه زمان و فضا در نسبیت خاص در ارتباط هستند، اطلاعاتی که سریعتر از سرعت نور حرکت میکنند، به یک فرد اجازه می دهد اطلاعات مربوط به یک رویداد را قبل از وقوع (بر طبق آن) اتفاق بیافتد ارتباطات سریع تر از نور باعث ایجاد انواع پارادوکس هایی می شود که ما نمی دانیم چگونه حل می شود.

 

 

۴- آیا می توانیم راهی برای توصیف آشفتگی پیدا کنیم؟

۱۰ راز حل نشده فیزیک - آیا می توانیم راهی برای توصیف آشفتگی پیدا کنیم
۱۰ راز حل نشده فیزیک – آیا می توانیم راهی برای توصیف آشفتگی پیدا کنیم

حرکت به سوی زمین ، هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که در زندگی روزمره ما اتفاق می افتد که برای درک دشوار است. سعی کنید با جوشکاری در خانه خود بازی کنید اگر جریان آب را به آرامی انجام دهید، به فیزیک حل شده نگاه می کنید – یک نوع جریان که ما به خوبی آن را درک می کنیم و به آن “جریان لمینار” می گویند. اما اگر آب را به حداکثر فشار برسانید و آن را لکه و تکان دهید، نگاهی به نمونه ای از آشفتگی می رسیم در بسیاری از موارد، آشفتگی همچنان یک مشکل حل نشده در فیزیک است. معادله ناجی-استوکس تعیین می کند که چگونه مایعات مانند آب و هوا باید جریان یابد. این معادله کمی شبیه تعادل نیرو است. ما تصور می کنیم که به قطعات کوچک جرم شکسته شده است. سپس معادله، تمام نیروهای مختلفی را که بر این گرانش مانند اصطکاک، فشار وارد می شود  حساب شده است و تلاش می کند تا تعیین کند که سرعت بسته چگونه باید باشد برای جریانهای ساده یا پایدار، ما می توانیم راه حل هایی برای معادله ناجی-استوکس پیدا کنیم که جریان را به طور کامل توصیف کند.

فیزیکدانها می توانند معادله ای را بنویسند که سرعت (سرعت و جهت) سیال در هر نقطه ای از جریان را به شما می دهد اما برای جریان های پیچیده و آشفته، این راه حل ها شروع به شکست می کنند. با حل معادلات عددی با رایانه های بزرگ، هنوز می توانیم بسیاری از علوم را با جریان های آشفته ای انجام دهیم. این یک پاسخ تقریبی بدون فرمول است که به طور کامل توضیح میدهد چگونه سیال رفتار می کند. ما این هوا را پیش بینی می کنیم. اما تا زمانی که ما این راه حل های ناپایدار را پیدا نکنیم، دانش ما ناقص خواهد بود. به هر حال، این یکی از مسائل مربوط به جایزه حل المسائل حل نشده است. بنابراین اگر شما آن را مدیریت کنید، یک میلیون دلار در آن برای شما وجود دارد.

 

۳- آیا ما می توانیم یک ابررسانای دمای اتاق را تولید کنیم؟

۱۰ راز حل نشده فیزیک - آیا ما می توانیم یک ابررسانای دمای اتاق را تولید کنیم؟
۱۰ راز حل نشده فیزیک – آیا ما می توانیم یک ابررسانای دمای اتاق را تولید کنیم؟

ابررساناها می توانند یکی از مهمترین دستگاه ها و فن آوری هایی باشند که انسان ها تا به حال کشف کرده اند. آنها نوع خاصی از مواد هستند. هنگامی که درجه حرارت کم می شود، مقاومت الکتریکی ماده به صفر می رسد. این بدان معنی است که شما می توانید جریان های عظیمی را برای استفاده از ولتاژ بالا در ابررسانا به دست آورید. [۸] اگر جریان الکتریکی را در یک سیم ابررسانایی جریان دهید، می تواند برای میلیاردها سال بدون تکان خوردن جریان را ادامه دهد، زیرا هیچگونه مقاومت در برابر جریان آن وجود ندارد. در کابلهای قدرت فعلی ما مقدار زیادی از قدرت را از دست می دهیم. آنها ابررسانایی نیستند و دارای مقاومت الکتریکی هستند که موجب گرم شدن آنها می شود زمانی که جریان را از طریق آنها عبور می دهید.
ابررساناها می توانند این تلفات را به صفر برساند.

اما امکانات ابررساناها حتی بیشتر از این نیز هیجان انگیز است.
میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیم دارای قدرت است که بستگی به جریان عبوری از طریق آن سیم است. اگر شما می توانید جریان های بسیار بالا را در یک ابررسانا ارسال کنید، می توانید میدان های مغناطیسی واقعا قدرتمند دریافت کنید. این زمینه ها در حال حاضر در Collider بزرگ هادرون برای هدایت ذرات باردار در اطراف حلقه از آن استفاده می شود. آنها همچنین در راکتورهای همجوشی هسته ای تجربی استفاده می شوند که می توانند برق ما را در آینده فراهم کنند. مشکل این است که همه ابررساناها شناخته شده باید در این دماهای بسیار کم برای کار باشند. حتی ابررساناهای داغتر دمای ما باید قبل از اینکه این اموال فوق العاده را نمایش دهند، باید در دمای ۱۴۰ درجه سانتیگراد (-۲۲۰ درجه فارنهایت) باشند.

خنک کردن آنها را به این درجه حرارت پایین معمولا نیاز به نیتروژن مایع و یا چیزی مشابه ان است .
بنابراین، هزینه بسیار زیادی دارد بسیاری از فیزیکدانان و دانشمندان مواد در سرتاسر جهان در حال کار بر روی توسعه – ابررسانایی هستند که می توانند در دمای اتاق کار کند. اما هیچ کس آن را مدیریت نکرده است.

۲- چرا مواد بیشتری از ماده ضد ماده وجود دارد؟

۱۰ راز حل نشده فیزیک - چرا مواد بیشتری از ماده ضد ماده وجود دارد؟
۱۰ راز حل نشده فیزیک – چرا مواد بیشتری از ماده ضد ماده وجود دارد

در برخی موارد، ما هنوز نمی دانیم که چرا همه چیز وجود دارد.
بیانیه جسور اما درست است! برای هر ذره یک ذره برابر و مخالف وجود دارد که یک عنصر ضد عنصر نامیده می شود. بنابراین برای الکترونها، پوزیترون وجود دارد. برای پروتون ها، antiprotons وجود دارد. و غیره اگر یک ذره تا کنون عنصر آن را لمس کند، آن را نابود می کنند و به تاب تبدیل می شوند.
از آنجا که شما احتمالا نمی خواهید از بین برود، یک چیز خوب است که ضد ماده فوق العاده نادر است.
گاهی اوقات، در اشعه های کیهانی فرو می رود.
ما همچنین می توانیم ضد ماده را در شتاب دهنده های ذرات برای تریلیون دلار گرمی ایجاد کنیم.
اما در کل، به نظر می رسد در جهان ما فوق العاده نادر است.

این یک رمز و راز واقعی است.
ما به سادگی نمی دانیم که چرا ماده در جهان ما غلبه دارد و نه ضد ماده.هر فرایند شناخته شده ای که انرژی (تابش) را به ماده تغییر می دهد مقدار ماده و ماده ضد ماده را تولید می کند. پس اگر جهان شروع به غلبه بر انرژی کرد، پس چرا آن مقدار مقادیر ماده و ماده ضد ماده تولید نمی کرد؟ ما می توانیم یک جهان را که انرژی را به جفت ماده-ضد ماده تبدیل می کند تصور کنیم. سپس آنها یکدیگر را نابود می کنند و برای همیشه به انرژی تبدیل می شوند. اما هیچ ساختاری وجود ندارد، هیچ ستاره ای و برخی نظریه ها ممکن است این را توضیح دهند. دانشمندان در حال بررسی تعاملات ذرات در Collider بزرگ هادرون به دنبال نمونه هایی از “نقض CP” هستند.

اگر این اتفاقات رخ دهد، این تعاملات نشان می دهد که قوانین فیزیک برای ذرات ماده و ماده ضد ماده متفاوت هستند.  سپس می توانیم تصور کنیم که شاید فرایندی وجود داشته باشد که کمی بیشتر از ماده ضد ماده تولید می کند و به همین دلیل است که جهان متضاد را تحت سلطه ماده قرار می دهد. نظریه های ویلدر نشان می دهد که ممکن است کل مناطق جهان وجود داشته باشد که تحت سلطه ماده ضد ماده باشد.  ماده ضد ماده و ماده به همان شیوه با تابش همکاری می کنند و به همین ترتیب دقیقا مشابه یکدیگرند.تلسکوپ های ما نمی توانستند بین کهکشانی ضد ماده و یک کهکشان ماده تفاوت کنند. اما این نظریه ها باید توضیح دهند که ماده و ماده ضد ماده چگونه از هم جدا شده اند و چرا ما شاهد تشعشعات زیادی هستیم که وقتی مواد و ضد ماده برخورد می کنند و نابود می شوند.

مگر اینکه ما شواهدی برای کهکشانهای ضد ماده کشف کنیم،
نقض CP در جهان اولیه به نظر می رسد بهترین راه حل است.
اما هنوز دقیقا نمی دانیم چگونه کار می کند.

 

۱- آیا می توانیم یک نظریه ی واحد داشته باشیم؟

۱۰ راز حل نشده فیزیک - آیا می توانیم یک نظریه ی واحد داشته باشیم؟
۱۰ راز حل نشده فیزیک – آیا می توانیم یک نظریه ی واحد داشته باشیم

در قرن بیستم، دو نظریه بزرگ به وجود آمد که بسیار درباره فیزیک توضیح داد.
یک مکانیک کوانتومی بود . مکانیک کوانتومی و مدل استاندارد فیزیک ذرات سه نیروی فیزیکی در طبیعت را توضیح داده اند: الکترومغناطیس و نیروهای هسته ای قوی و ضعیف. پیش بینی های آن به طرز شگفت انگیزی دقیق است، حتی اگر مردم هنوز درباره پیامدهای فلسفی این نظریه بحث می کنند. نظریه بزرگ دیگر، نسبیت عام انیشتین بود، که گرانش را توضیح می داد. در نسبیت عام، گرانش رخ می دهد این می تواند چیزهایی را که در بزرگترین مقیاس ها شکل می گیرند را کهکشان ها و رقص ستاره هارا تشکیل  دهد تنها یک مشکل وجود دارد. دو نظریه ناسازگار است. ما نمی توانیم گرانش را به گونه ای توضیح دهیم که با مکانیک کوانتومی منطقی باشد، و نسبیت عام شامل اثرات مکانیک کوانتومی نمی شود.
تا جایی که می توان گفت، هر دو نظریه درست است.
اما به نظر نمی رسد که با هم کار کنند.

از آنجایی که این امر متوجه شد، فیزیکدانان بر روی یک نوع راه حل کار می کنند که می تواند این دو نظریه را هماهنگ کند. این یک نظریه بزرگ یکپارچه (GUT) یا فقط نظریه همه چیز است. دانشمندان از ایده نظریه ها که فقط در محدودیت های خاصی کار می کنند استفاده می کند. به عنوان مثال، قوانین حرکت نیوتن همان چیزی است که شما در هنگام محدودیت کم سرعت نسبیت خاصی می گیرید.همچنین الکتریسیته و مغناطیس، نظریه های کاملا متفاوت را در نظر گرفتند تا زمانی که ماکسول آنها را به الکترومغناطیس ادغام کرد.

فیزیکدانان امیدوارند که بتوانند به “زوم کردن” بپردازند و ببینند که مکانیک کوانتومی و نسبیت عام هر دو بخشی از یک نظریه بزرگتر هستند، مانند تکه هایی در قالب. نظریه رشته تلاش است که می تواند ویژگی های نسبیت عام و مکانیک کوانتومی را بازتولید کند. اما آزمایش پیش بینی های آن مشکل است، بنابراین نمی توان تایید کرد. جستجو برای یک نظریه اساسی – که می تواند همه چیز را توضیح دهد – ادامه می یابد. شاید ما هرگز آن را پیدا نخواهیم کرد. اما اگر فیزیک به ما چیزی آموزش داده است، این است که جهان واقعا قابل توجه است و همیشه چیزهای جدیدی برای کشف وجود دارد.

 

سلسله را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید
سلسله را در تلگرام دنبال کنید
FACEBOOK
FACEBOOK
GOOGLE
GOOGLE
INSTAGRAM
برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن