اقدام مهم در جهت کشف نظریه کوانتوم در واقع پیشنهاد "ماکس پلانک " بود که میگفت : نور همیشه در بسته های کوچکی که وی کوانتا نامید میاید. اما اگر چه فرضیه کوانتومی پلانک مشاهده های مربوط به میزان پرتوافشانی از اجسام داغ را بخوبی بیان میکرد اما اهمیت و پیچیدگی ان تا دهه 1920 میلادی اشکار نشد .

زمانی که فیزیک دانی المانی به نام " ورنر هایزنبرگ " اصول عدم قطعیت  را به صورت منطقی عرضه کرد که فرضیه پلانک را به طور ضمنی اعلام میکند که اگر بخواهیم هر چه دقیقتر مکان یک ذره را اندازه گیری کنیم سرعت ان دارای اندازه گیری با دقت کمتری خواهد بود .

بعبارتی او نشان داد عدم قطعیتی در مکان و موقعیت یک ذره ضربدر عدم قطعیت در گشتاور یا تکانه همواره باید از عدد ثابت پلانک بیشتر باشد . که کیمیتی است که با محتوی انرژی یک کوانتوم نور ارتباط نزدیک دارد .

به ادامه مطلب بروید 

 


همانطور که میدانیم در تکینگی بیگ بنگ دو نظریه نسبیت عام و کوانتوم سازگاری ندارند و جوابگو نیست . این نقص در مقیاسهای بزرگ کیهانی اهمیتی ندارد و زیاد به چشم نمیاید ولی در بعد های کوچک مسلما به چشم میاید مخصوصا در نزدیکی تکینگی به نظر میاد از طریق گرانش کوانتوم باید توضیح داد . ما برای درک مبدا کیهان به گرانش کوانتومی نیاز داریم .

نظریه کوانتوم سامانه ها در دهه 20 با ذرات محدود توسط هایزنبرگ و شرودینگر و دیراک تدوین و عرضه شد . بر اساس نظریه کوانتوم حالت پایه یا کمترین حالت انرژی پاندول ..قرار گرفتن در پایین ترین نقطه انرژی و نشان رفتن مستقیم به سوی پایین نمیباشد  . در ان صورت هم موقعیت مکانی مشخصه هم سرعت ان ذره  که صفر است . این برخخلاف اصل عدم قطعیت میباشد .چرا که نمیتوان موقعیت ذره و سرعت ذره ای را همزمان و با دقت بالا اندازه گرفت .

عدم قطعیت در موقعیت مکانی ضرب در عدم قطعیت در اندازه حرکت باید بزرگتر از مقدار ثابت پلانک باشد ..... پس پایین ترین حالت انرژی یک پاندول از انرژی صفر برخوردار نیست . در عوض یک پاندول یا هر سامانه نوسان ساز دیگر حتی در حالت پایه باید دارای مقدار حداقلی از چیزی باشد که "نوسان نقطه صفر " نامیده میشود .

پس حتی در حلا یا کمترین انرژی امواج در میدان های ماکسول معادل صفر نیست بلکه اندازه هایی بسیار کوچک دارد – هر چه فرکانس یا موج بیشتر باشد انرژی حالت پایه بیشتر خواهد بود .

در دهه 1940 سه فیزیک دان به نامهای رچارد فاینمن – شرودینگر- ایچیرو توموناگا ... راه حل ثابت و معتبری برای حذف این مقادیر بی نهایت ارائه دادند تا فقط با محدوده بار و جرم رابطه داشته باشیم . در نظریه کوانتومی گرانش نوسانها و تغیرات حالت پایه تاثیر جدی دارد هر طول موج یک حالت انرژی پایه خواهد داشت .

برای تشریح اینکه نظریه کوانتوم چگونه به فضا زمان شکل میدهد باید مفهومی به نام " زمان موهومی " معرفی کنیم . زمان موهومی چیست ؟ در یک فضا زمان مجازی یک کره است . جهت زمان مجازی میتواند نشان دهنده فاصله ها از قطب جنوب باشد . .....

 

 

 

 

مکانیک کوانتوم که اصل عدم قطعیت را در خود ادغام کرده است میگوید ذره موقعیت مکانی یا سرعت مشخصی ندارد اما حالت ان را میتوان به وسیله چیزی به نام " تابع موج " بررسی کرد .

تابع موج عددی برای هر نقطه از فضا است که احتمال حضور یا پیدا شدن ذره در ان مکان را نشان میدهد . میزان تغیرهای تابع موج از نقطه ای به نقطه دیگر بیان کننده میزان احتمال سرعت ذره است . بعضی از تابع های موج در نقطه خاص از فضا به شدت اوج میگیرد در چنین شرایطی فقط میزان اندکی از عدم قطعیت در مکان ذره وجود دارد .

این بدان معناست که توزیع احتمال برای سرعت در سطحی وسیع پخش میباشد . یعنی عدم قطعیت برای سرعت بسیار زیاد است . از طرفی زنجیره ای از امواج را در نظر بگیرید اکنون میزان زیادی عدم قطعیت در مکان و مقدار اندکی عدم قطعیت در سرعت وجود دارد . پس تشریح یک ذره به وسیله تابع موج دارای تعریف دقیق  از موقعیت مکانی و سرعت نیست . و این امر بر اصل عدم قطعیت منطبقه .

-----------------------

 

 

{تاریخچه های مختلف کیهان  - استیون هاوکینگ}

وضعیت کیهان و هستی در مقیاس های امروزی و بزرگ تعداد پرتابهای تاس بسیار زیاد خواهد بود و نتیجه گیری متوسط ان قابل پیش بینی است . بهمین دلیل قوانین فیزیک کلاسیک برای سامانه های بزرگ صحت دارد اما وقتی به دوران قبل برگردیم و بیشتر به بیگ بنگ برگردیم پرتاب تاس ها کم و "اصل عدم قطعیت " بسیار مهم خواهد بود یعنی ما نتیجه گیری قطعی روی هیچ پدیده ای نخواهیم داشت  . اینها همگی از مکانیک کوانتوم ذرات نتیجه گیری شده است .

از انجا که کیهان دارای عدم قطعیت میباشد بر خلاف تصور ما دارای "یک تاریخچه معین " نیست . در واقع کیهان دارای همه تاریخ های ممکن و احتمالات مربوطه نیز میباشد . – البته این نظر که کیهان تاریخ های چند گانه دارد ظاهرا تخیلی به نظر میاید . ولی یک حقیقت علمی است . این نظریه توسط "ریچارد فاینمن " که فیزیک دانی بزرگ و برجسته بود تدوین و عرضه شد .

اکنون ما تلاش میکنیم نسبیت عام انیشتین را با نظریه تاریخ چند گانه فاینمن ترکیب کنیم . تا بتوان نظریه یکپارچه و واحد برای کیهان و همه وقایع ان تشریح کرد . این نظریات ما را قادر میسازد تاریخچه ها و توسعه کیهان را بهتر توصیف کنیم . اما نظریه یکپارچه نمیتواند به ما بگوید کیهان چگونه شروعش د و حالت اولیه ان چه بود . برای همین احتیاج داریم چیزی به نام "شرایط مرزی " را تعریف کنیم .قوانینی که به ما میگویند در لبه فضا زمان شناخته شده هستی چه اتفاقی میافتد .

شاید کیهان در فضا زمان هیچ مرز  وحدی نداشته باشد . البته شاید این با نظریه اغاز کیهان از بیگ بنگ تناقض داشته باشد {که میگفت در زمان مرزی هست } اما زمانی وجود دارد از لحاظ تئروی "زمان موهومی " تعریف میشود . و نسبت به زمانی که ما حس میکنیم عمودی میباشد . کیهان در زمان موهومی نیازی به اغاز و پایان ندارد .

اگر تاریخچه های کیهان در زمان مجازی همانطور که {استیون هاوکینگ و هارتل } نمایش و ارائه دادند....سطوح بسته باشند مشکلات بنیادی و اساسی برای فلسفه و تصویر ما از مبدا ایجاد خواهد شد . – کیهان و هستی خودمختار و خودگردان خواهد بود و به چیزی از بیرون نیازی نخواهد داشت که ان را کوک کند و به حرکت دراورد در عوض همه چیز در کیهان به وسیله قوانین علمی و فیزیکی و پرتاب تاس در کیهان مشخص میشو د .

حتی اگر شرایط مرزی در کیهان وجود داشته باشد بدین معنی نیست که ما فقط یک تاریخچه در کیهان داریم . {{ریچارد فاینمن که در سال 1965 نوبل را برد در مورد ذره ها اینگونه میگوید که یک ذره از نقطه الف به نقطه ب از همه مسیرهای ممکن میتواند عبور کند . این با تاریخچه های مختلف کیهان هماهنگ است  . }}

در زمان مجازی هر سطح بسته ای میتواند یک تاریخ وجود داشته باشد و هر کدام یک تاریخ معین و واقعی را درست کنند . پس ما تعداد بیشماری از احتمالات در کیهان داریم – اما واقعا چه چیزی کیهان ما را منحصر به فرد گرده که ما در ان زندگی میکنیم ؟ در نظریه M یا نظریه همه چیز در مورد وجود دنیاهای دیگر نیز تصدیق میکند . البته بسیاری از این جهان ها برای شکل گیرری حیات هوشمند مناسب نیستند . یا اینکه دوره های کوتاه زمانی دارند و از بین میروند .

 گرد اوری = ارش آریامنش - هوش فرازمینی

منبع = کتاب جهان در پوست گردو - استیون هاوکینگ
 



تاريخ : ۱۳٩٤/۱/۱٢ | ٧:٥۱ ‎ب.ظ | نویسنده : arash | نظرات ()
  • ویندوز سون | آنکولوژی