نوترینوها، ذراتی سریع‌تر از نور هستند
دی۱۳

نوترینوها، ذراتی سریع‌تر از نور هستند

یک فیزیکدان دانشگاه جرج میسون امریکا به نام «رابرت اهرلیش» که به تازگی بازنشسته شده، مدعی است نوترینوها به احتمال زیاد «تاکیون» یا ذره‌ای سریع‌تر از نور هستند. به گزارش سرویس علمی ایسنا، پیش از این نیز ادعاهای زیادی از این دست مطرح شده‌ بودند و آخرین آن‌ها مربوط به سال 2011 و زمانی بود که دانشمندان حاضر در آزمایشگاه OPERA در ایتالیا سرعت نوترینوها را اندازه‌گیری کردند و مدعی‌ شدند آن‌ها اندکی سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند، با این حال، زمانی که سرعت این ذرات دوباره اندازه‌گیری شد، نتایج اولیه رد شد. ادعای جدید اهرلیش مبنی بر سرعت بالاتر از نور نوترینوها مبتنی بر شیوه‌ای بسیار حساس‌تر از اندازه‌گیری سرعت آن‌ها یعنی یافتن جرم این ذرات است. نتایج حاصله مبتنی بر این موضوع است که تایکون‌ها دارای جرمی خیالی (imaginary mass) یا جرمی منفی به توان 2 هستند. ذراتی با چنین جرمی دارای ویژگی عجیبی هستند زیرا هنگام از دست‌دادن انرژی سرعت می‌گیرند و ارزش جرم خیالی‌شان توسط نسبتی سنجیده می‌شود که از دست‌دادن انرژی را نشان می‌دهد. به گفته اهرلیش، بزرگی جرم خیالی نوترینو 0.33 الکترون ولت یا دو سوم میلیونم جرم الکترون است در نتیجه این ذره بنیادی هنگام حرکت با از دست‌دادن انرژی، سرعتی بالاتر از نور به خود می‌گیرد. این دانشمند نشان داده مشاهدات مختلف از اشعه‌های کیهانی در کیهان‌شناسی و همچنین بررسی‌های انجام‌شده در فیزیک ذرات نیز همین ارزش جرم خیالی را برای نوترینوها ارائه داده‌اند. جزئیات این دستاورد علمی در نشریه Astroparticle Physics قابل‌مشاهده است. منبع...

بیشتر بخوانید
یک قدم تا بینهایت: آیا جهان های موازی الزاماً از ما بسیار دور هستند؟
آذر۲۸

یک قدم تا بینهایت: آیا جهان های موازی الزاماً از ما بسیار دور هستند؟

احتمالاً تاکنون چیزهایی درباره جهان های موازی شنیده اید. بر اساس نظریات مطرح در کیهان شناسی، این جهان ها در واقع حوزه های فضا-زمانی مستقلی از جهان ما هستند. این حوزه های فضا-زمانی مستقل در ابعادی فراتر از چهار بُعد فضا-زمانی جهان ما در پهنه بیکران کائنات شناورند.شاید تصور کنید که همه این جهان ها از جهان ما بسیار دور هستند و در فواصل فراکیهانی نسبت به جهان ما قرار گرفته اند اما لزوماً چنین نیست. هرچند شاید باور نکنید ولی در واقع برخی از این جهان های موازی ممکن است حتی از فاصله‌ای که شما هم‌اکنون از صفحه مانیتور خود دارید هم به شما نزدیک‌تر باشند! اما ببینیم چگونه؟ راز این معمای شگفت انگیز به حدود دو دهه قبل باز میگردد. در سال 1995 میلادی، دو فیزیکدان به نام‌های ادوارد ویتِن (1) از موسسه مطالعات پیشرفته پرینستون آمریکا و پائول تاونسند (2) از دانشگاه کمبریج انگلستان، نسخه‌های مختلف نظریه مشهور اَبَرریسمان را در فیزیک تعمیم داده و با این کار، نظریه جدیدی به نام “نظریه M” را ارائه دادند (M حرف اول واژه “مادر” یا “اسرارآمیز” به زبان انگلیسی است). بر مبنای نظریه M، کل هستی، یازده بُعدی است که ده بُعد آن، ابعاد مکانی و یک بُعد آن، بُعد زمان است (3). این هستی یازده بُعدی مجموعاً حوزه نامتناهی و اسرارآمیزی به نام اَبَرجهان را تشکیل می‌دهد. براساس نظریه M، جهان ما در واقع یک حباب – یا بهتر بگوییم، یک اَبَرحباب – چهار بُعدی شناور در اَبَرجهان است. اما برمبنای نظریه M علاوه بر اَبَرحباب جهان ما، اَبَرحباب ها یا جهان‌های بی‌شمار دیگری نیز در گستره ابعاد بالاتر اَبَرجهان شناورند ولی ازآنجائیکه این جهان‌ها در خارج از ابعاد جهان ما واقعند متوجه حضور آنها نمی‌شویم. برای درک بهتر این موضوع و با توجه به آنکه ذهن بشر نمی‌تواند بیش از سه بُعد مکانی را تجسم کند، مسأله را به یک بُعد کمتر تقلیل می‌دهیم تا قابل تجسم باشد. فرض کنید جهان ما بجای سه بُعدی، دو بُعدی بود (مثلاً مثل سطح یک کُره). در این صورت ما انسان ها نیز موجوداتی دو بُعدی بودیم که در این جهان یعنی روی سطح این کُره زندگی می‌کردیم. در این مثال، جهان‌های دیگر همانند کُره‌های دیگری هستند که در عرصه بیکران اَبَرجهان سه بُعدی شناورند. آدم‌های دو بُعدی هیچ درک و تصوری از بُعد سوم ندارند. به همین دلیل هم حتی اگر برخی از این کُرات – یا همان جهان‌های دیگر – به کُره آنها بسیار نزدیک هم باشند، بازهم آنها متوجه حضورشان نخواهند شد. این آدم‌های دو بُعدی ممکن است با تلسکوپ‌هایشان قادر باشند تا دوردست‌های روی سطح کُره (جهان) خودشان را هم ببینند ولی از حضور کُرات دیگری که ممکن است حتی بغل گوششان باشند بی‌خبرند. به همین...

بیشتر بخوانید
کیهان چگونه بوجود آمد؟
فروردین۲۵

کیهان چگونه بوجود آمد؟

این سؤالی است که در طول زمان ذهن بسیاری از انسان ها را درگیر خود کرده است.در حال حاضر جواب های زیادی به این پرسش داده شده است.یکی از معتبر ترین جواب ها که مادر نظریه ای به نام مهبانگ یا انفجار بزرگ می باشد٬بیان کننده ی آن است که تمامی کیهان در زمانی دور در یک نقطه بصورت توده ای چگال و پر جرم انباشته شده بود که این توده در اثر حادثه ای در خود ریزش می کند و انفجاری رخ می دهد که این انفجار را انفجار بزرگ و نقطه ی آغاز کیهان می دانیم. در اینجا به کلیات حوادث رخ داده پس از وقوع این انفجار می پردازیم.   میلیاردها سال پیش تمامی اجرام جهان از جمله ستارگان و کهکشان ها در نقطه ای انباشته شده بودند.پس از مدتی بدلایل ناشناخته ای ، این توده ی منسجم که حجمی ناچیز و جرمی برابر تمام ستارگان وکهکشان های عالم داشت ، تبدیل به موجی عظیم شد و به فضای سرد و بی جان قدم نهاد.(غلبه بر هیچ) واقعه ی تبدیل توده ی منسجم به موج عظیم را انفجار بزرگ (BIG BANG) یا مهبانگ می نامند. مراحل انفجار بزرگ. ثانیه صفر پس از انفجار بزرگ: ایجاد ابعاد جهان.(طول – عرض – ارتفاع – زمان- …)   ثانیه ۴۳-۱۰ پس از انفجار بزرگ: پیدایش نیروهای بنیادین.(جاذبه – گرما – مغناطیس – الکتریسیته)   ثانیه ۳۶-۱۰ پس از انفجار بزرگ: پیدایش ذرّات بنیادین.(کوارک – لپتون – میون – فوتون – نوترینو – پوزیترون …)   ثانیه ۶-۱۰ پس از انفجار بزرگ: پیدایش ذرّات اصلی.(پروتون – نوترون …)   دقیقه سوم: پیدایش نخستین عنصر.(هیدروژن)   بعد از ۳۰۰۰۰۰ سال: کاهش دما به ۳۰۰۰ درجه سانتی گراد. توانایی الکترون ها برای ماندن در مدار هسته ایجاد دومین عنصر(هلیم)   بعد از ۴۰۰۰۰۰: پیدایش سومین عنصر.(لیتیوم)   بعد از یک میلیون سال: تا این لحظه بدلیل فزونی الکترون های رها شده ، کیهان مات بوده و فوتون ها نمی توانستند کیهان را بپیمایند.در این لحظه با جذب الکترون ها به کمک پروتون ها و قرار گیری آن ها در مدار هسته ، فوتون ها توانستند مسافت ها را بپیمایند و کیهان را شفّاف سازند.   بعد از یک میلیارد سال: ایجاد ابر هایی غول پیکر که ماده ی سازنده ی آن هیدروژن و هلیم و لیتیوم و همچنین ذرّات بنیادی اندکی است که هنوز جذب اتم ها نشده اند.   چند میلیارد سال بعد   ابرهای غول آسای هیدروژن و هلیم ، خوشه های کهکشانی را بوجود آوردند. مناطق متراکم تر ، کهکشان ها را ساختند. پیدایش نسل اوّلیّه ی ستارگان. پیدایش عناصر سنگین تر.(بریلیم – بور – کربن – نیتروژن – اکسیژن …) پیدایش دومین نسل از ستارگان.(خورشید ما یکی از...

بیشتر بخوانید
قوی‌ترین جریان الکتریکی و کم‌ترین چگالی
فروردین۲۰

قوی‌ترین جریان الکتریکی و کم‌ترین چگالی

  قوی‌ترین جریان الکتریکی فوران‌های سیاه‌چاله‌ی خوشه‌ی ایبل ۴۲۶ نوساناتی را در گازها پدید می‌آورد که مرتبط با صدایی بم است. اما فوران‌های بسیاری دیگر از سیاه‌چاله‌های ابرپُرجرم بی‌مانع تا میلیون‌ها سال نوری در عالم حرکت می‌کنند. این فوران‌ها، که پُر از ذرات باردار پُرسرعت‌اند، قوی‌ترین جریان‌های الکتریکی مشاهده‌شده در عالم را با خود حمل می‌کنند که عموماً شدتی حدود یک میلیون تریلیون آمپر دارند. برون‌ده نیروی آن‌ها آن‌قدر بزرگ است که هر یک از این فوران‌ها در یک هزارم ثانیه می‌تواند آن‌قدر برق تولید کند که برای مصرف ۲۰ تریلیون سال آینده‌ی بشر کافی باشد!  کم‌ترین چگالی دانشمندان قرن‌ها در آزمایشگاه‌ها سعی کردند راه‌هایی هوشمندانه برای رسیدن به کم‌ترین چگالی‌های ممکن بیابند و محیط‌هایی با تراکم هرچه کم‌تر خلق کنند. با جدیدترین فناوری‌ها و طی چندین ماه آزمایش توانسته‌ایم گازی با چگالی فقط ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ اتم در هر سانتی‌متر مکعب بسازیم. بر اساس همه‌ی استانداردها، گازی به این رقیقی تقریباً خلأ کامل است. اما در عالم چگالی‌های بسیار کمتر از این هم پیدا می‌شود. کهکشان‌ها به‌طور یکنواخت در عالم پراکنده نشده‌اند بلکه به‌صورت شبکه‌ای خارق‌العاده از صفحه‌ها، رشته‌ها، و پوسته‌ها نظم یافته‌اند. دیوارهایی از این حباب‌های «صابونِ» میان‌کهکشانی در حال انباشتن ستاره‌ و کهکشان‌‌اند. اما درون این حباب‌ها به‌طور تصورناپذیری خالی است. در این پهنه‌های گسترده‌ی خالی، که اغلب بیش از ۱۰۰ میلیون سال نوری در فضا کشیده شده‌اند، اغلب هیچ‌چیز جز اتم‌های تک‌افتاده‌ی هیدروژن وجود ندارد. چگالی خلأ را عموماً ۰٫۰۰۰۰۰۰۰۲ (۸-۱۰×۲) اتم در هر سانتی‌متر مکعب می‌دانیم. این مقدار آن‌قدر کم‌تراکم است که اگر در حجمی به اندازه‌ی یک اتاق معمولی یک اتم بیابید خیلی خوش‌شانس هستید. به بیان دیگر، اگر قرار بود توپ بولینگی را به اتم‌های سازنده‌اش تبدیل کنید باید این اتم‌ها را در فضایی به وسعت ۶٫۵ میلیون کیلومتر پراکنده می‌کردید تا به چگالی خلأ کیهانی می‌رسیدید. بررسی‌های وسیع عالم، که اخترشناسان طی ۲۰ سال گذشته انجام داده‌اند، اکنون آشکار کرده است که این مناطق خلأ حدود ۹۰ درصد حجم عالم را تشکیل می‌دهند و همه‌ی چیزهای دیگر در حاشیه قرار...

بیشتر بخوانید
بزرگ‌ترین جسم عالم و سریع‌ترین سیاره‌ در مدار
فروردین۲۰

بزرگ‌ترین جسم عالم و سریع‌ترین سیاره‌ در مدار

سریع‌ترین سیاره‌ی در مدار رکورد سریع‌ترین حرکت در مدار از آنِ سیاره‌ی HD 80606b است. فاصله‌ی این سیاره و منظومه‌اش از ما ۱۹۰ سال نوری است و در صورت فلکی دب‌اکبر قرار دارند. سیاره‌ی HD 80606b، که چند برابر پُرجرم‌تر از مشتری است، در مداری بسیار کشیده – مشابه مدار دنباله‌دارها – به دور ستاره‌ی مادرش (Struve 1341 b) می‌گردد اما این مدار را در هر ۱۶ هفته یک بار طی می‌کند. این سیاره در بخش‌هایی از مدارش نسبتاً آهسته حرکت می‌کند و دورترین فاصله‌اش از ستاره‌ی مادر بیش از فاصله‌ی زهره از خورشید می‌شود. اما در بازه‌ی کوتاهی در هر مدار به سوی درون کشیده می‌شود و کمترین فاصله‌اش از ستاره‌ی مادر ۱۳ بار کمتر از فاصله‌ی عطارد از خورشید می‌شود. (متوسط فاصله‌ی زهره-خورشید ۱۰۸ میلیون کیلومتر و عطارد-خورشید ۵۸ میلیون کیلومتر است) در نزدیک‌ترین فاصله از ستاره‌اش به سرعت بسیار زیاد ۸۵۰ هزار کیلومتر بر ساعت یا ۲۴۰ کیلومتر بر ثانیه می‌رسد. بزرگ‌ترین جسم عالم بزرگ‌ترین ساختاری که در عالم می‌شناسیم رشته‌ای بسیار بزرگ از هزاران کهکشان به نام دیوار بزرگ سْلوآن (Sloan Great Wall) است که در سال ۲۰۰۳ کشف شد. درازای این دیوار عظیم تقریباً ۱/۴ میلیارد سال نوری است. از دید ما در پس‌زمینه‌ی صورت‌های فلکی مار آبی، سکستانت، اسد، و سنبله قرار دارد و تقریباً یک‌چهارم آسمان را پوشانده است. این دیوار به‌شکل ریسمانی خطی نیست بلکه ساختاری پُر پیچ‌وخم است که حتی در بخشی به درازای چند صد میلیون سال نوری به دو تکه‌ی مجزا بریده شده و دورتر دوباره به هم...

بیشتر بخوانید