فهرست مندرجاتموج گرانشی
پژواک انفجار بزرگ ثابت شد
- پژواک انفجار بزرگ ثابت شد
- موج گرانشی به زبان ساده
- شرط‌بندی علمی
- يادداشت‌ها
- پی‌نوشت‌ها
- جُستارهای وابسته
- سرچشمه‌ها
[قبل] [بعد]
دانشمندان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیت‌سونین وجود موج گرانشی را ثابت کردند.
جان کواچ، رئیس تیم تحقیقاتی این مرکز، در بیانیه‌ای اعلام کرد «ردیابی این علائم مهمترین هدف اخترشناسی مدرن بوده است.»
نمایی شماتیک از انحنای فضا-زمان که خورشید ایجاد کرده
این مرکز از چند روز پیش گفته بود که امروز کشف بزرگی را اعلام خواهد کرد، اما به جزئیات آن اشاره نکرده بود.
اما روزنامه گاردین[۱] پیش‌بینی کرده بود که این کشف، همان کشف امواج گرانشی ازلی است.
[↑] پژواک انفجار بزرگ ثابت شد
این کشف که یکی از مهمترین کشفیات اختر شناسی و فیزیک ارزیابی می‌شود به دانشمندان امکان می‌دهد که برای اولین بار پژواک انفجار بزرگ (بیگ بنگ)، یعنی لحظه‌ای که کائنات از نیستی به هستی آمد را پس از ۱۳،۸۲ میلیارد سال بشنوند.
ردیابی امواج گرانشی در واقع دو نظریه مهم فیزیک و کیهان‌شناسی را ثابت کرده است، فرضیه نسبیت عام انشتین که حدود صد سال پیش (۱۹۱۶) ارائه شد و نظریه دیگری به‌نام نظریه تورم کیهانی که در دهه هشتاد میلادی مطرح شد.
امواج گرانشی چین‌های ریزی در تارو پود هستی هستند، مثل امواجی که اقیانوس را در می‌نوردند، این امواج گرانشی «ازلی» انرژی را در کائنات جابه‌جا می‌کنند.
این شواهد را تلسکوپی به‌نام «بایسپ»[٢] که در قطب جنوب نصب شده ثبت کرده است. این تلسکوپ امواج مایکروویو فضا را برای ثبت انرژی انفجار بزرگ رصد می‌کند.
دانشمندان از ده‌ها سال پیش بر این باور بودند که آثار «امواج گرانشی ازلی» را در این پرتوهای مایکروویو خواهند یافت.
این امواج از ۳۸۰ هزار سال بعد از بیگ بنگ در پس‌زمینه کائنات در ترنم بوده‌اند، اما در طول این زمان طولانی از پلاسمایی بسیار داغ به امواجی بسیار سرد (سه درجه بالای صفر مطلق یعنی حدود منفی ۲۷۰ درجه) سرد و ضعیف شده‌اند.
این امواج کاملاً همگون نیستند و مثل نور در همکنشی با الکترون‌ها و اتم‌ها پلاریزه (قطبی) می‌شوند. دانشمندان با مدلسازی کامپیوتری یک الگوی موجدار را پیش‌بینی کرده بودند و آنچه اکنون یافت شده این مدل را تایید می‌کند.
انحنای فضا-زمان
علاوه بر این اخترشناسان متوجه شدند این امواج قوی‌تر از آن چیزی هستند که قبلا تصور می‌شد.
به گفته کلم پرایک، یکی از محققان ارشد این پژوهش، «جستجو برای این امواج مثل جستجوی یک سوزن در کاهدان بود، اما به جای آن یک دیلم پیدا کردیم.»
دانشمندان فکر می‌کنند که این کشف قفل راز آفرینش را باز خواهد کرد و توضیح خواهد داد که انفجاری با این عظمت چگونه چنین انبساطی ایجاد کرده و جهانی یکپارچه را در ده به توان منفی ۳۴ ثانیه (صفر ممیز سی و سه صفر، یک) پس از بیگ‌بنگ شکل داده است.
کارشناسان این کشف مهم را شایسته دریافت جایزه نوبل فیزیک می‌دانند[٣].
[↑] موج گرانشی به زبان ساده
در فیزیک مدرن بعد چهارم به‌صورت فضا-زمان تعریف می‌شود. انشتین دریافت که نمی‌توان این دو مفهوم را از هم جدا کرد و در تئوری نسبیت، فضا-زمان بعد چهارم را تشکیل می‌دهد.
گرانش یا جاذبه در این تئوری انحنایی در فضا-زمان است. این انحنا را جرم ایجاد می‌کند.
هر چه جرم جسمی بیشتر باشد انحنای بزرگتری در فضا-زمان ایجاد می‌کند. این انحنا در واقع موقیت جسم را مشخص می‌کند.
وقتی جسمی حرکت می‌کند، انحنایی که در فضا-زمان ایجاد می‌کند هم حرکت می‌کند.
برای این‌که این موضوع روشن شود، یک صفحه پلاستیکی منعطف را در نظر بگیرید. اگر یک توپ تنیس را روی این صفحه بغلتانید روی خط مستقیم حرکت خواهد کرد چون جرم زیادی ندارد.
اما اگر یک توپ بسکتبال را روی آن بغلتانید روی خط صاف حرکت نخواهد کرد چون جرم زیاد آن باعث فرو رفتگی در صفحه لاستیکی خواهد شد.
رویداد‌های عظیم کیهانی مثل انفجار ابرنواخترها که انرژی‌های عظیم با سرعت نور حرکت می‌کنند موج گرانشی تولید می‌کنند.
وقتی که آب را در حوض به‌هم بزنید موج‌های کوچکی ایجاد می‌شود. این موج‌ها را می‌توان به‌مثابه موج گرانشی در نظر گرفت[۴].
[↑] شرط‌بندی علمی[۵]
در حالی‌که ردیابی امواج گرانشیِ آغاز پیدایش جهان هیجان بسیاری در جامعه علمی ایجاد کرده اما بحث و اختلاف‌نظر همچنان ادامه دارد.
پروفسور استیون هاوکینگ استاد ۷۲ ساله دانشگاه کمبریج و نویسنده کتاب تاریخچه زمان
پروفسور استیون هاوکینگ، فیزیکدان و کیهان‌شناس این کشف را دلیلی بر صحت نظریه تلاطم کوآنتومی خود می‌داند اما پروفسور نیل توراک آن را قانع‌کننده نمی‌داند. استیون هاوکینگ به بی‌بی‌سی گفت:
امواج گرانشی ناشی از تورم کیهانی الگویی خاص در تابش زمینه کیهانی (CMB) ایجاد می‌کند
- «در سال ۱۹۸۱ آلن گات این نظریه را مطرح کرد که جهان در ابتدای شکل‌گیری، گسترش بسیار سریع و تصاعدی داشته است. این نظریه تورم کیهانی نامیده می‌شود.
تورم کیهانی توضیح می‌دهد چرا عالم هستی تقریباً در همه‌جا و در تمام جهات یکسان است. اما جهان نمی‌تواند دقیقاً در همه‌جا یکسان باشد و گرنه کهکشان و ستاره‌ها شکل نمی‌گرفتند.
در ماه مه ۱۹۸۲، من در مقاله‌ای این نظریه را مطرح کردم که از لحظه شکل‌گیری جهان تلاطم‌هایی (Fluctuation) کوانتومی وجود داشته که بی‌نظمی را کاهش داده است.
این مقاله توجه دانشمندان دیگری را که در همین حوزه کار می‌کردند جلب کرد. بنابراین من آن‌ها را برای نشستی به کمبریج دعوت کردم.
در این جلسه ما تصویری از نظریه تورم کیهانی در ابتدای پیدایش جهان را که اکنون پذیرفته شده، ترسیم کردیم؛ البته این نظریه ده سال بعد بر اساس مشاهدات تایید شد.
تورم کیهانی امواج گرانشی را ایجاد می‌کند که چین‌هایی در ساختار فضا-زمان هستند.
دیروز دانشمندان هاروارد اعلام کردند امواج گرانشی مربوط به آغاز پیدایش جهان را ردیابی کرده‌اند.
این یافته نظریه تورم کیهانی را ثابت می‌کند و هم‌چنین به این معناست که من شرطی را که با نیل توراک بسته بودم بردم.
نظریه ادواری (Cyclic) او برای پیدایش جهان جایی برای امواج گرانشی در آغاز جهان قائل نیست.
نیل توراک مدیر موسسه پریمتر در فیزیک نظری کانادا که مدتی با استیون هاوکینگ همکار بوده قبول ندارد که شرط را باخته است. پروفسور توراک می‌گوید:
پروفسور نیل توراک که ۵۵ سال دارد مدتی با استیون هاوکینگ همکار بوده و باهم نظریه‌ای به‌نام هاوکینگ-توراک دارند.
-
«در سال ۲۰۰۱ من در یک سخنرانی نظریه ادواری را مطرح کردم، بر اساس این نظریه فقط یک انفجار بزرگ (بیگ‌بنگ) وجود ندارد بلکه بیگ بنگ‌ها پشت‌سرهم تکرار می‌شوند، بنابراین جهان مرتب منبسط و منقبض می‌شود.
در پایان صحبت‌های من، استیون هاوکینگ به‌شیوه همیشگی‌اش گفت شرط می‌بندم ماهواره پلانک وجود امواج گرانشی را ثابت خواهد کرد و این نظریه تو را باطل می‌کند.
ماهواره پلانک سال پیش یافته‌هایش را منتشر کرد و در آن اثری از موج گرانشی نبود بنابراین تا به‌حال شرط را من برده بودم.
اما دیروز اعلام شد داشمندانی بر اساس نتایج آزمایش دیگری، تصور می‌کنند امواج گرانشی آغاز پیدایش جهان را ردیابی کرده‌اند.
این امواج به نظریه تورم کیهانی ربط دارند به‌همین دلیل هم استیون احساس می‌کند شرط را برده است.
پرفسور توراک گفت: «این آزمایشی چشمگیر بوده چون نشان می‌دهد ما در آستانه گشودن دریچه‌ای تازه به بیگ‌بنگ هستیم و این‌که چه اتفاقی در این انفجار بزرگ افتاده است.
امواج گرانشی پیدایش جهان را پرتویاب بایسپ ۲ که در قطب جنوب نصب شده ردیابی کرد.
اما نتایج آن برای من قانع‌کننده نیست چون آن‌ها چیزی را که می‌گویند دیده‌اند، به‌وضوح ندیده‌اند. آن‌ها دقیقاً توضیح نمی‌دهند که چرا به چنین یقینی در این باره رسیده‌اند بنابراین این کارآزمایی باید تایید شود.»
پروفسور توراک قبول دارد که بسیاری از دانشمندان برجسته با نظر او موافق نیستند اما معتقد است گالیله هم در چنین شرایطی قرار داشت. بنابراین، «شرط را هنوز کسی نبرده است.»[٦]
[↑] يادداشت‌ها
يادداشت ۱: اين مقاله برای دانشنامهی آريانا توسط مهدیزاده کابلی ارسال شده است.
[↑] پی‌نوشت‌ها
[۱]-
[٢]-
[٣]- موج گرانشی، پژواک انفجار بزرگ ثابت شد، بخش دانش و فن وب‌سایت بی بی سی: دوشنبه ۱٧ مارس ٢٠۱۴ - ٢٦ اسفند ۱٣۹٢
[۴]- همان‌جا
[۵]- پروفسور هاوکینگ در تمام عمر علمی‌اش با دانشمندان مختلف بر سر مسایل علمی شرط بسته است. آخرین بار او دو سال پیش صد پوند به گوردون کین استاد دانشگاه میشیگان به دلیل کشف ذره هیگز-بوزون باخت.
[٦]- استیون هاوکینگ: شرط را من بردم، بخش دانش و فن وب‌سایت بی بی سی: سه شنبه ۱٨ مارس ٢٠۱۴ - ٢٧ اسفند ۱٣۹٢
[↑] جُستارهای وابسته
□
□
□
[↑] سرچشمه‌ها
□ بخش دانش و فن وب‌سایت بی بی سی
