علوم و فنون جدید

 نظرسنجي شماره 1
در مورد كدام‌يك از موضوعات مطرح شده مايل به كسب اطلاعات بيشتر هستيد؟






ارائه نظر 
  آیا طبیعت غیرطبیعی است؟ - بخش نخست
آیا طبیعت غیرطبیعی است؟ - بخش نخست
آیا جهان، طبیعی است؟ و یا ما در حبابی غیرطبیعی از یک "چندجهانی" زندگی می کنیم؟ نتایج اخیر در برخورد دهنده بزرگ هادرونی، بسیاری از فیزیکدانان را مجبور به روبرو شدن با احتمال دوم کرده است!
مطلب قبلي: علوم زیست‌محیطی   مطلب بعدی: آیا طبیعت غیرطبیعی است؟ - بخش دوم


 

 

 

با آزمایش های گیج کننده ی فیزیکدانان در چندین دهه، احتمالی وحشت انگیز مطرح شده است:

فهمیدن جهان ممکن نیست!

 


در یک بعد از ظهر ابری از اواخر ماه آوریل 2013، استادان و دانشجویان دانشگاه کلمبیا (Columbia University) در مقابل تابلوی سالن سخنرانی ازدحام کرده بودند تا نیما ارکانی حامد، نظریه پرداز تراز اول موسسه مطالعات پیشرفته (Institute for Advanced Study) را ملاقات کنند. ارکانی حامد با موهای تیره و تا شانه رسیده اش، مفاهیمی دوگانه و به ظاهر متناقض را از نتایج تجربی اخیر در برخورد دهنده بزرگ هادرونی اروپا آشکار ساخت: 

«جهانِ اجتناب ناپذیر »

 

او اعلام کرد: «جهان، غیرممکن است»

 

ارکانی حامد رو به جمعیت گفت : « واقعیت آنست که بوزون هیگز، کم و بیش دیده شده بود ولی در جایی که ما پیروز شدن آزمایش را انتظار داریم، یافتن آن تنها یک پیروزی برای تئوری بود و نشان داد که فیزیک با این نسخه ها کار می کند.»


کشف دیدنی و جذاب بوزون هیگز در جولای 2012، تئوری تقریباً 50 ساله ای را تأیید کرد که بیان داشت: ذرات بنیادی چگونه جرم به دست می آورند؟ و دانشمندان را برای شکل دادن ساختارهای بزرگی همچون کهکشان ها و انسان ها توانا ساخت.


با کشف تنها یک ذره، آزمایش های LHC به مشکلی عمق بخشید که برای دهه ها با فیزیک آمیخته شده بود. با این حال، به منظور فهمیدن بوزون هیگز، با جرم (یا انرژی معادل آن) محاسبه شده، LHC نیاز به یافتن گروهی دیگر از ذرات نیز دارد و البته هنوز هیچ نیافته است!

 

 

 

به نظر می رسد که معادلات نوین، مقادیر بسیاری از ثابت های طبیعی و وجود ذراتی مانند هیگز را به درستی و با دقتی خیره کننده پیش بینی کرده، واقعیت را به تصرف خود درمی آورند. درعین حال، برخی ثابت ها (از جمله جرم بوزون هیگز) با آنچه که از این قوانین مورد اعتماد به دست می آید، به صورت تصاعدی اختلاف دارند. این در مسیرهایی است که از هر فرصت زندگی جلوگیری می شود، مگر آنکه جهان، بصورت تنظیم شده و با حذف غیر قابل توضیح بی نهایت ها شکل گرفته باشد.


LHC پروتون های خرد شده را در سال 2015 و در آخرین امید جستجوی پاسخ ها، از سر خواهد گرفت. اما پیش از آن، ارکانی حامد و بسیاری از فیزیکدانان برجسته دیگر در مقاله ها، سخنرانی ها و مصاحبه ها، با احتمال غیر طبیعی بودن جهان مواجه می باشند. 

 

غیرطبیعی بودن، یک پرش بزرگ به سوی فرضیه ی "چندجهانی" دارد و بر آنست که جهان ما، حبابی در یک کف بی نهایت و غیرقابل دسترس است. با توجه به چارچوبی عمومی اما پلاریزه به نام نظریه ریسمان، شمار ممکن از انواع جهان هایی که می توانند حباب های موجود در «چندجهانی» باشند، حدود 10500 است! در تعدادی از آنها، شانس حذف ثابت های مشاهده شده ی عجیب و غریب ایجاد می شود. در تصویری اینچنین، نه تنها همه چیز درباره این جهان اجتناب ناپذیر بوده، بلکه تفسیرش غیرقابل پیش بینی است. 

 

  

 

 

 

ادوارد ویتن (Edward Witten)، نظریه پرداز ریسمان در موسسه میگوید: « شخصاً خوشحال می شوم اگر تفسیر چندجهانی درست نباشد؛ چرا که به خاطر آن، توانایی ما در درک قوانین فیزیک به طور بالقوه محدود می شود. ولی هیچیک از ما در زمانی که جهان ایجاد شد، مورد مشورت قرار نگرفته ایم!»

 

 

 

 

 

 

 

فیزیکدانان دلیل می آورند که اگر جهان غیرطبیعی است، با وجود ثابت های اساسی بسیار بعیدی که زندگی را ممکن می سازد، باید جهان های زیادی برای محقق شدن حالت غیرمحتمل ما وجود داشته باشد. در غیر این صورت، آیا ما نباید خیلی خوش شانس باشیم؟

 

 

 

 « ده یا بیست سال پیش، من به طبیعی بودن اعتقادی راسخ داشتم.» ناتان سیبرگ (Nathan Seiberg)، فیزیکدان نظری در موسسه ای که اینشتین از سال 1933 تا زمان مرگش یعنی سال 1955 در آن تدریس می کرد، چنین گفت و اضافه کرد: «اکنون خیلی مطمئن نیستم! امیدم آنست که هنوز هم چیزهایی باشد که ما در موردش فکر نکرده ایم و یا برخی مکانیزم های دیگر که همه این چیزها را توضیح دهد. اما من آنچه که می توانست باشد را نمی بینم.»

 

 

 

 

آنچه که LHC شاید در عملیات بعدی خود کشف کند، احتمالا برای پیشبرد یکی از این دو احتمال است: یا در جهانی ابر پیچیده اما مستقل زندگی می کنیم، و یا در حبابی غیرعادی از چندجهانی ساکن شده ایم. سیبرگ گفت: « با LHC تا پنج یا 10 سال دیگر ما بسیار دقیق تر خواهیم شد. این هیجان انگیز و قابل دسترس است.»

  

 

 

 

 «برخی مردم از آن نفرت دارند.» رافائل بوسو (Raphael Bousso)، فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا (University of California) در برکلی که به گسترش سناریوی چندجهانی کمک کرد، چنین گفت و ادامه داد: « اما فکر نمی کنم که ما بتوانیم آن را بر مبنای احساس تفسیر کنیم. این یک احتمال منطقی است که در فقدان طبیعی بودن، به طور فزاینده ای در LHC مورد علاقه قرار دارد.»

 

 

  

 

 

مفهوم «طبیعی بودن» در خطر است؛ رویای آلبرت اینشتین که قوانین طبیعت را عالی، زیبا، اجتناب ناپذیر و خود-شامل می دانست. بدون آن، فیزیکدانان با چشم انداز سختی مواجه می شوند که این قوانین خودسرانه را، تنها نتیجه ی بهم خوردگی نوسانات تصادفی در بافت فضا و زمان می داند.

 

 

  

  

 

توافق کیهانی


روزی اینشتین برای دانشمندی نوشت: «احساس مذهبی بشر، با شگفتی هیجان انگیزی از هماهنگی قوانین طبیعت شکل می گیرد.» و «این احساس، اصل پرچمدار در زندگی و کار اوست.» و براستی که در طی قرن بیستم، باور دیرینه ی هماهنگ بودن قوانین طبیعت (اعتقاد به "طبیعی بودن") ثابت کرده که راهنمای قابل اعتمادی برای کشف حقیقت است.


به گفته ارکانی حامد؛ «طبیعی بودن سابقه دار است.» و در عمل، بدان نیازمندیم تا ثابت های فیزیکی (جرم ذرات و دیگر خواص ثابت جهان) به جای نتیجه شدن از حذف های غیرمحتمل، بطور مستقیم از قوانین فیزیک بیرون آیند. بارها و بارها هنگامیکه یک ثابت، تنظیم شده به نظر آمد؛ مثل اینکه مقدار اولیه اش اثرات دیگر را بطرز جادویی جبران کند، فیزیکدانان مشکوک شدند که برخی چیزها را از دست می دهند. آنها به کاوش پرداخته و ناگزیر، تعدادی ذره یا ویژگی خواهند یافت که بطور مادی، مقدارش ثابت، و برطرف کننده حذف های تنظیم شده است.

  

 

 

اکنون به نظر می رسد که توان خود-ترمیم جهان درحال شکست خوردن است. بوزون هیگز جرمی برابر 126 گیگا الکترون ولت دارد، اما باید اندرکنش هایش با دیگر ذرات شناخته شده، حدود 10.000.000.000.000.000.000 گیگا الکترون ولت به جرم آن اضافه کند. این یعنی پیش از تأثیر سایر ذرات بر هیگز، "جرم ساده" و یا مقدار اولیه آن برحسب تصادف، به اندازه ی منفی آن رقم نجومی باشد که نتیجه ی حذف تقریباً کاملی است و مقدار بسیار ناچیزی را از پشت هیگز برمی دارد: 126 گیگا الکترون ولت!


فیزیکدانان به واسطه سه نسل از شتاب دهنده های ذرات، به جستجوی ذرات جدید مفروض در نظریه ای به نام ابرتقارن پرداخته اند، تا جرم هیگز را دقیقاً به همان اندازه ای کاهش دهند که ذرات شناخته شده آن را افزایش مند، ولی تاکنون دست خالی مانده اند.


LHC بروز شده، درجات بالاتر انرژی را در اجرای بعدی جستجو خواهد کرد. ولی تقریباً به طور قطع حتی اگر ذرات جدید پیدا شوند، برای تأثیر گذاشتن بر جرم هیگز در تمام مسیر مستقیم، بیش از حد سنگین هستند. هنوز هم به نظر می رسد که هیگز حداقل 10 یا 100 برابر سبک تر است و فیزیکدانان در مورد قابل قبول بودن این در جهان طبیعی مستقل، اختلاف نظر دارند.

 

 

 

«مقداری تنظیم شده! شاید فقط همین اتفاق می افتد» لیزا راندل (Lisa Randall)، استاد دانشگاه هاروارد (Harvard University) چنین می گوید اما به نظر ارکانی حامد: «مقداری تنظیم شده بودن، مثل مقداری حامله بودن است! که تنها همین نیست.»
اگر ذرات جدید ظاهر نشوند و هیگز به لحاظ نجومی تنظیم شده باقی بماند، فرضیه های چندجهانی گام بلندی به سوی جلب توجه عموم برمی دارد.

 

 

 

 

بوسو؛ یکی از حامیان دیرین تصویر چندجهانی می گوید: « این به معنای درست بودن چندجهانی نیست.» و اضافه می کند: « اما بدان معناست که تنها بازی در شهر، همین است!»

 

برخی فیزیکدانان بویژه جو لایکن (Joe Lykken) از آزمایشگاه شتاب دهنده ملی فرمی (Fermi National Accelerator Laboratory) در ایلینویز آمریکا و آلساندرو استرومیا از دانشگاه پیزا (University of Pisa) در ایتالیا، گزینه سومی را می بینند. آنها می گویند که فیزیکدانان می توانند اثرات ذرات دیگر را در جرم هیگز غیرپیمانه ای کنند که وقتی بطور متفاوتی محاسبه می شود، جرم آن طبیعی به نظر خواهد رسید. این "طبیعی بودن اصلاح شده" هنگامی متزلزل می شود که ذرات اضافه شده از جمله ترکیبات ناشناخته ی ماده تاریک، در محاسبات گنجانده شوند. اما از همان مسیر غیرمعمول می توان به ایده های دیگری رسید. استرومیا در طول آخرین بحث اوایل ماه آوریل در آزمایشگاه ملی بروک هاون گفت : «من نمی خواهم از آن دفاع کنم، فقط درباره نتایج آن گفتگو می کنم.»

 

 


با این حال، طبیعی بودن اصلاح شده نمی تواند مشکل جفت بزرگتر «طبیعی بودن» را که در فیزیک وجود دارد، حل کند: این واقعیت که لحظه ای پس از انفجار بزرگ، کیهان بلافاصله توسط انرژی خود نابود نشده است.

 

مطلب قبلي: علوم زیست‌محیطی   مطلب بعدی: آیا طبیعت غیرطبیعی است؟ - بخش دوم
1392/7/28Copyright ©2014 دبير سرويس علوم جديدلينک مستقيم

فرستنده :
علی HyperLink HyperLink 1393/12/19
مـتـن : عااااااللللللللللللیییییییییییییییییی

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1393/4/7
مـتـن : چرا عکس ها را می گذارید. من کلاس ششم هستم وبرای پاور پوینت خود نیاز به مطلب دارم نه عکس

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1393/1/25
مـتـن : انچه بشرازقدرت خداوند فهمیده محدوداست قران بخوانیدتابه تمام حقایق دست یابید لوح فشرده اموزش قران گریم ششم دبستان راببینید فیزیک الهی

فرستنده :
cvgggc HyperLink HyperLink 1392/11/26
مـتـن : عالییییییییییییییییییییییییییییییییییییییییییییی
پاسـخ : سپاس بسیار

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1392/11/26
مـتـن : طبیعی و غیر طبیعی چگونه از هم تشخیص داده میشوند روزی فکر میکردم شاید بتوان ثابت کرد که اصلا مایی وجود ندارد من و شما و وووو همه چیز غیر این چیزی است که فکر میکنیم هست و اصلا ما جزیی از طبیعتیم و تمام رفتار و اعمال ما نیز دقیقا طبیعی و هیچ چیزی انطور که تا الان تصور میکرده ایم نیست و نتیتجتا ما موجودات خارقالعاده ای نیستیم و ....لحظه ای بعد گفتم اکر توانستیم ثابت کنیم غلطیم تازه اول راهیم چون شاید درستیم که پی به اشتباه بودن هر چیز برده ایم اگر توانستیم اثبات کنیم طبیعی بودن یا نبودن چیزها را تازه اول راهی غلطیم چون ملاک سنجش غیر طبیعی بودن ما بودیم که طاهرا خود از طبیعتیم و بدون دسترسی به غیر طبیعیات برای فرق نهادن بین ان دو
پاسـخ : دیدگاه فلسفی جالبی دارید اما فیزیکدانان برآنند که فراتر از فلسفه و متافیزیک، یعنی بیش از دیگاه ها به تجربه ها توجه کنند تا "از کجا آمده ام و به کجا می روم" را پاسخی علمی و درخور بشر این قرن دهند! پاسخی که شاید جهت گیری نوین و عجیبی برای علوم انسانی، زیستی، و حتی مهندسی باشد...

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1392/11/26
مـتـن : راننده تاکسی در ترافیکی غیر عادی این کلمات را بی ربط گفت در جایی بی ربط و همه چیز بی ربط
پاسـخ :نیما ارکانی حامد در پرینستون چنین گفت و مقاله های علمی بر آن نوشته شد و سامانه رشد به فارسی برگرداند!
باشد که بهره گیریم...

فرستنده :
استاد HyperLink HyperLink 1392/11/26
مـتـن : بسیار متشکر و ممنون از اینکه خبرهای متفاوت و جالبی میگذارید.
پاسـخ : سپاس از توجه شما به بخش علوم و فنون جدید که تلاش میکند خبرهای متفاوت و جالبی برای دوستان با زمینه های گوناگون علمی داشته باشد!

فرستنده :
hjgi HyperLink HyperLink 1392/10/25
مـتـن : خیلی مسخره بود
پاسـخ :سلام دوست عزیز،
از این که مطلب را مطالعه فرمودید ممنونم، خوشحال می‌شویم اگر انتقادهای خود را شفاف‌تر بیان کنید تا بتوانیم ضعف‌های خود را کم‌تر کنیم.

موفق و شاد باشید.

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف

 فعاليت هاي علمي
 تماس با ما
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  2231
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  2231