یوهانس کپلر پدر ... ؟؟؟؟

یوهانس‌ كپلر

پدر علم نجوم مدرن ، یوهانس كپلر

۴۳۳ سال پیش ، پدر علم نجوم جدید دركشور آلمان چشم به جهان گشود. (یوهانس كپلر)در طی عمر پرفراز و نشیب خود با تفحص درستاره ها و سیارات ، توانست قوانین معروف كپلر راارائه دهد كه امروزه به عنوان قوانین سه گانه كپلردر نجوم بكار می رود، او وقتی ادعا كرد كه سیاره ها در مدارهای بیضوی بدور خورشیدمی چرخند و خورشید تنها نیروی اداره كننده مدارهای سیارات است ; مورد اعتراض سنت ها وباورهایی كه قرن ها پایدار بود قرار گرفت . قوانین سه گانه او در مورد حركت سیاره ای كه به قوانین كپلر معروفند تاثیر عمیقی بر ستاره شناسان بعد از اوبه جا گذاشتند و امروزه نیز برای تجسم و درك منظومه شمسی دارای اهمیت فراوانی می باشند.

او یكی از طرفداران سرسخت نظریه خورشیدمركزی یا منظومه شمسی بود. آن چه كه می خوانید به بررسی زندگی این دانشمند و منجم اشاره ای خواهد داشت .

● فروپاشی خانواده

(یوهانس كپلر) در ساعت چهار و سی و هفت دقیقه صبح شانزدهم می ۱۵۷۱ در وایل اشتات آلمان متولد شد او تاریخ انعقاد نطقه و ساعت وروز تولدش را در جدول طالع بینی خویش یادداشت كرده بود.

یوهانس در تاكستان زیبای سوابیا و كشتزارهای جنوب غربی آلمان كه بین جنگ سیاه و رودخانه راین واقع است ، دوران كودكی اش را گذراند. اودر خانواده ای بزرگ شد كه در فقر و تنگدستی بسر می بردند. البته پدربزرگ وی سبالدوس پوست فروش بود و دودمانی اشرافی داشت .مدتی نیز در مقام شهرداری و جزء افراد برجسته شهر به شمار می رفت .

اما پس از وی افراد خانواده محترم كپلر، راه انحطاط را پیمودند. فرزندان و نواده های سبالدوی بطور تباه شده همسرانی هم كه برگزیدند از همین نوع بودند.

برای مثال پدر یوهانس یك مرد لاابالی وبی بند و بار بود به حدی كه حكم اعدامش صادرشده بود. مادر یوهانس ، كاترین دختر یك مهانسرادار بود كه زیردست خاله اش پرورش یافت . خاله او به جزم جادوگری و آلوده كردن جوانان به فساد و مواد مخدر سوزانده شد.

یوهانس در خانه پدر بزرگ خود كه به پدرش ارث رسیده بود بزرگ شد. مادر بزرگ یوهانس نیز زنی تندخو، دروغگو، مفسد و میخاره بود.

پدر یوهانس ، هالیزیش نام داشت مردی شریر،سرسخت ، ستیزجو و بی بندوبار بود، همین رفتار وخلق و خویش سبب شد كه همه ثروت پدر وهمسرش را به باد دهد. پدر و مادر یوهانس همیشه در خانه با هم نزاع داشتند.

یوهانس از دوران كودكی اش خاطرات تلخی به یاد داشت . وقتی یوهانس ۶ ساله بود پدر خانه را فروخت و میخانه ای گشود. در سال ۱۵۷۸پدر به دلیل زایل شدن عقل بر اثر مشروبات الكلی بشكه باروتی را منفجر كرد و یوهانس ۷ ساله دراین انفجار زخمی شد.

علیرغم این كه خانواده كپلر از زمره قدیمی ترین خانواده های پروتستان شهر وایل به شمار می آمدند اما اعضای خانواده زندگی بی ریشه و فاسدی داشتند.

پدر یوهانس ، كاترین همسرش را به شدت كتك می زد به طوری كه یك بار زیر مشت ولگدهای او، كاترین یك هفته بیهوش بود. البته كاترین نیز در بی ثباتی چیزی از همسرش كم نداشت . او كه با خاله جادوگرش زندگی كرده بود، از گیاهان مخدرزا شربت هایی درست می كرد و به جوانان می فروخت و در میخانه شوهرش می رقصید.

یوهانس شش خواهر و برادر داشت كه سه تن از آنان در كودكی درگذشتند. هاینزش كوچكترین برادر یوهانس مبتلا به بیماری صرع بود كه ارث خانوادگی آنان به شمار می رفت .بعدها در جوانی دزد و راهزن شد و سرانجام بادرماندگی نزد مادر بازگشت و در سن ۴۲ سالگی در خانه مادر بر اثر بیماری صرع درگذشت .

همان طور كه خواندید یوهانس دوران كودكی عجیبی داشت ، اما از لحاظ خلق و خوی بسیار منحصر به فرد بود. او برای تحصیل به مدرسه پروتستان رفت و در اثر هنر و استعدادی كه ازخود نشان داد به وسیله استادانش روانه دانشگاه توبینگن شد.

در همان سال ها بود كه پدر خانه را ترك كرد وناپدید شد.

● ورود به دنیای نجوم

كپلر جوان از مشاهده یك ستاره دنباله دارعظیم به ستاره شناسی علاقمند شد. او برای كسب درآمد رو به معلمی آورد و در مدرسه شبانه روزی پروتستان در گراتس معلم ریاضیات شد. او برای افزودن درآمد ناچیز خود، تقویم های نجومی رابه چاپ رساند كه وضع هوا، سرنوشت شاهزاده هاو خطرات وقوع جنگ ها را پیش بینی می كرد.شهرت وی در این زمینه بزودی در سراسر شهرپخش شد و سرانجام در دربار امپراطور رودلف به طالع بینی پرداخت .

او در سال ۱۵۹۶ كتاب رموز جهان را منتشركرد. در این كتاب فواصل هریك از سیارات خورشید را بیان كرد.

او مدت ده سال از عمر خود را صبورانه وقف كار سخت و بررسی بر روی حركت سیارات وقوانین ریاضی حاكم بر آنان كرد. او همه كارهایش را به تنهایی و بدون یاری گرفتن از كسی انجام می داد. اماارزش كار او به جز از سوی چندتن از شاگردانش درك نشد.

طرح تلسكوپ او به عنوان یك تلسكوپ مجهزدر ان زمان ارائه شد. او توانست یك ستاره جدیدرا كشف كند كه امروزه آن را اختر كپلر می نامند.

● قوانین كپلر

كپلر در سال ۱۶۰۶ كتاب نجوم جدید رامنتشر كرد و درآن نشان داد كه سیاره ها درمدارهای بیضی شكل به دور خورشید و حول یك كانون مشترك حركت می كنند و این كه اگر خطی بین خورشید و یك ستاره در حال حركت رسم شود این خط در زمان مساوی از نواحی مساوی ازمدار بیضی خواهد گذشت . این ادعاها را به عنوان قوانین اول و دوم كپلر می شناسید.

او بعد از چندین سال مطالعه در حركت سیارات در سال ۱۶۱۸ موفق به كشف قانون سوم خود شد. كپلر بر پایه آن یافته ها قوانین سه گانه رادرباره حركت سیارات بیان كرد وكتاب هماهنگی جهان را منتشر كرد.

كپلر درباره كتب خود چنین نوشته است : من كتاب های خود را می نویسم خواه خوانندگان مردان فعلی یا آیندگان باشند. برایم تفاوتی ندارد. این كتاب ها می تواند سال ها انتظارخوانندگان واقعی خود را در بر داشته باشد. مگرنه خداوند شش هزار سال انتظار كشید تاتماشاگری بای آثار خودش پیدا كند.

به طور كلی قوانین كپلر رابطه مستقیمی باقوانین حركت نیوتن دارد.

در واقع نیوتن از طریق قوانین كپلر به قوانین گرانشی دست یافته است . قوانین كپلر به عنوان قوانین مدرن ستاره شناسی اهمیت زیادی دارند.هم اكنون با استفاده از قوانین كپلر می توان مدارحركت سفینه های فضایی را پیشگویی كرد. و بااستفاده از محاسبات مداری اجرام سماوی تعیین می شود. لذا قوانین كپلر در حال حاضر ازمهمترین و پرفایده ترین قوانین فیزیك و نجوم شناخته شده است .

كپلر قدرت بینایی اش را روز به روز از دست می داد. با این حال به مقام ریاضیدان و منجم دردربار امپراطور فردینانردوم درآمد.

كپلر علاقه ای به تشكیل زندگی مشترك وداشتن یك خانواده و فرزند نبود. شاید به دلیل مسائل خانوادگی تلخ و شوم كه برای او در دوران كودكی و نوجوانی رخ داده بود تمایلی به داشتن همسر و فرزند نبود. او همیشه سعی می كردخاطرات ناگوار گذشته اش را از ذهنش پاك كند.و از مادر بدكاره اش یاد نمی كرد. حتی خجل وشرمنده می شد اگر از او درباره خانواده ودودمانش سوالی شود.

كپلر همه زندگی خود را وقف آموختن علم وبررسی بر روی ستاره ها و سیارات كرده بود. اومی خواست در سیارات و ستاره ها غرق شود تاخاطره ای از گذشته اش و خانواده بی بند وبارخود را به یاد نیاورد.

كپلر به مطالعه درباره مسیر مریخ پرداخت وچند سالی را به این موضوع اختصاص داد.

او داستان علمی تخیلی به نام سولمنیوم رانوشت . این كتاب داستان یك سفر رویایی به ماه می باشد. البته بیست سال بعد از مرگ كپلر به چاپ رسید و مورد استقبال جوانان و دانش آموختگان قرار گرفت .

سال ها از عصر او گذشت و كپلر پا به ۵۹ سالگی گذاشته بود. از ضعف بینایی رنج می برد و به راحتی نمی توانست از تلسكوپ استفاده كند. ازسویی حالت صرع خفیفی گاه به گاه به سراغش می آمد.

این دانشمند و منجم بزرگ در ۱۵ نوامبر۱۶۳۰ در سن ۵۹ سالگی هنگامی كه عازم ریجنزبورگ ، از ایالت باواریا بود بر اثر نوعی تب وهمراه با صرع چشم از جهان فروبست .

بعد از مرگ كپلر عده ای از شاگردانش به احیای قوانین و كتب استادشان اقدام كردند ونوشته ها و مقالات كپلر را به صورت كتاب صحافی كردند. امروزه بسیاری از دست نوشته های كپلر درموزه وایل موجود می باشد.

این دانشمند منجم در طول زندگی خودتوانست با بیان قوانین ارزنده اش راهگشای آیندگان به فضا باشد.

شتاب دهنده cern ??????????????*؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

شتاب دهنده Cern چیست؟
Cernیک لابراتورار اروپایی برای ذرات فیزیک است. در این لابراتوار بزرگترین وعمیق ترین آزمایشات و تحقیقات از سال ۱۹۵۴ برروی ذرات فیزیکی انجام می گرفته است. این لابراتوار در بیست کشور دنیا عضو داشته و لابراتوار اصلی آن در مرز سوئیس و غرب ژنو قرار دارد.تعداد کشور های عضو تا سال ۲۰۰۴ حدودا ۳۶ کشور بوده که از چهار قاره اروپا آمریکا ،آسیاو استرالیا می باشند. شامل اتریش،بلغارستان،جمهوری چک،دانمارک،فرانسه، آلمان ،ایتالیا، اسپانیا،سوئد و… است. کار cernتحقیق بر روی علم واصول طبیعت می باشد.مانند ماده چیست ؟ازکجا می آید؟ و مطالب پیچیده تر مانند ستارگان،سیارات، والبته انسان. ● پروژه شتاب دهنده ذرات LHC(large hadron collider) پروژه شتاب ذرات یکی از مهم ترین پروژه های مرکز تحقیقات هسته ای پروژه شتاب ذرات یکی از مهم ترین پروژه های مرکز تحقیقات هسته ای cern می باشد که با مدیریتcernو مشارکت ۳۷ کشور دنیا از جمله آمریکا روسیه …وایران مجموعه تجهیزات آن ساخته شده است که مسئولیت مهم ایران در این پروژه عظیم۱۲۵۰۰تنی۲۲۰تن تجهیزات سیلندر هاfcsومیزهای ساپورت کننده به نام hftable می باشد. ● شتاب دهنده چیست؟ LHCاحتیاج دارد به یک میدان مغناطیسی خیلی قوی که بتواند اشعه های پروتونی را در یک محور نگه داشته که این کار تقریبا با نرخ ۱۰۰%ساخته شده است. آشکار ساز های که برخورد های ذرهای را در LHCمطالعه می کند بزرگتر و پیچیده تر از همیشه خواهند بود آنها سریعتر هم هستند تا جایی که می توانند برخورد ۸۰۰۰۰۰۰۰۰(۸۰۰میلیون)ذره را در ثانیه اندازه بگیرند. بیشتر آشکار ساز های فیزیک ذرهای اطراف یک سیستم مغناطیسی ساخته شده اند برای اندازه گیری شتاب ذرات پرتاب شده در LHCاز یک سوئیچ مغناطیسی فوق العاده به طول ۱۲متر وقطر داخلی ۶ متر و قدرت میدان ۴ تسلا( ۱۰ هزار برابر نیروی جاذبه زمین ) استفاده می شود. این بزرگترین آهنرباای است که تا به حال در جهان ساخته شده است. FCS و HF TABLE سیستم FCS یا The Forward Calorimeter Shieldigشامل دو نیم پوسته می باشد. که بالای میز نگه دارنده (HF)نصب می شود اولین کار FCSمحافظت از محیط تششعات رادیو اکتیو بوده و در درجه دوم که در واقع مهمترین کار FCSاز لحاظ فنی می باشد ثابت نگه داشتن لبه گوه های Absorberمی باشد که این مهم از طریق فیکس شدن گوه ها به شعاع داخلی بخش میانی fcsبه نامCentral housingصورت گرفته و بوسیله پیچهایی که بر روی شعاع آن و خارج از مرکز تعبیه شده اند قابل تنظیم هستند.یک نیمه کامل FCSشامل سه قسمت زیر می باشد: ۱) پوسته مرکزی Central housing ۲) پوسته راست بیرونی right Outer Shielding ۳) پوسته چپ بیرونی left Outer Shielding پوسته های چپ و راست به وسیله پیچهایی به پوسته مر کزی وصل شده و مجموعا بر روی میز hfقرار داده می شوند.در جهت شعاعی و از داخل به بیرون هر fcsاز یک ورق بلا ضخامت ۱۰۰ میلی متر و بتون و پلی اتیلن قلیایی تشکیل شده است. در قسمت بیرونی پوسته ورقهای نازک جوشکاری شده اند که باعث به وجود آمدن فضای خالی جهت تزریق بتون می شوند . در جهت موازی با محور اصلی و نزدیک به سطح بیرونی در پوشی به نام پلاگ(plug)نصب می شود که ساختار کالریمترhfرا بر رویfcs کامل می سازد. ● مشخصات: cms ▪ طول۶/۲۱ متر قطر بیرونی۸/۱۴متر وزن۱۲۵۰۰تن ▪ هر hfشامل یک جذب کننده قوی که تقریبا از نیم میلیون فیبر نوری تشکیل شده است می باشد. ▪ این جذب کننده تمام نوری را که بوسیله گذر ذرات به وجود می آید ردیابی می کند ● کاربرد شتاب دهنده: مهمترین موارد استفاده از کارکرد شتاب دهنده ها عبارت است از : ۱) تولید انرژی ۲) استفاده های دارویی و درمانی ۳) اندازه گیری ابعاد ستارگان و سیارات و اجرام آسمانی ۴) مشخص نمودن طول عمر اجسام طبیعی ● تولید انرژی جدید ترین طرح تولید انرژی در قرن ۲۱ استفاده از شتاب ذرات فیزیکی می باشد. استفاده از میدان الکتریکی ومغناطیسی برای شتاب دادن و کنترل ذرات بار دار الکتریکی تا مرز سرعت نور است. این سیستم ها قادر هستند سرعت الکترون ها و پروتو ن ها را تا مرز سرعت نور شتاب دهند. وقتی ذرات تا این حدود شتاب گرفتند سطح انرژی آنها چند میلیون برابر می شود و دارای انرژی عظیم وفراوانی می شود. در آزمایشگاه فومی در آمریکا قادر است ذرات پروتون را تا یک تریلون الکترون ولت شتاب دهد. اگر ما به وسیله این شتاب دهنده پروتون های یک گرم هیدروژن معمولی که در آب زیاد است را تزریق کنیم وشتاب دهیم انرژی پروتون ها برابر خواهخد شد با انرژی۲۶میلیارد کیلو وات ساعت انرژی که برابر شکافت ۱۲۰۰ کیلو گرم اورانیوم یا ۱۵ میلیون بشکه نفت. ● استفاده دارویی از شتاب دهند ها به دو صورت دردرمان بیماری استفاده می شود یکی به صورت تصویری یا انگارشی و دوم به صورت معالجه مدت دار. یک نوع عیب یابی در مان اتمی اخیرا به ما اطلاعات ارزشمندی را رائه می دهد چرا که مواد رادیو اکتیو از نوع خاص می تواند می توانند بدون خطر به داخل بدن بیمار تزریق شوند.و بر روی بافتها واعصابی که فرمان داده شده اند اثر می گذارند و سپس ردیابی و آنالیز اطلاعاتی راجع به عملکرد بدن ومتابولیسم آن به ما می دهند. ● درمان دراز مدت این نوع معالجه درمانی در طول زمان جهت حدود نیمی از تمامی افراد سرطانی استفاده می شود که یک نوع جراحی بیو لوژیکی محسوب می شوند پس از ورود به بدن بیمار سرطانی این ذره فقط بر روی dnaاثر گذاشته وبا جداکردن یا بریدن dnaهای مزاحم و عقیم کردن آنها مانع از تکثیر سلولی می شود.اشعه xو اشعه های الکترونی از یک شتاب دهنده خطی شبیه به نمونه های در cernاما در ابعاد کوچکتر تولید میشوند. ▪ تحقیقات از ویروس تا ستارگان: اندازه گیری ابعاد وساختمان ویروسها واینکه چگونه و چه مدت زندگی می کنند و یا اتفاقاتی که در وسط ستارگان می افتد. همچنین به وسیله ذرات شتاب دهنده می توان شهاب سنگ هارا یا اجرام آسمانی سرگردان را که کره زمین را در معرض خطر قرار می دهند را نابود کرده وبه انرژی تبدیل نمود و از انرژی به دست آمده استفاده نمود. از شتاب دهنده می توان در علوم زمین شناسی و شیمی استفاده کرد به عنوان مثال مشخص نمودن طول عمر اجسام روی کره زمین همانگونه که می دانید تمام موجودات در کره زمین از کربن استفاده می کنندونیز پس میدهند.کربن ها به دو نوع۱۲(دارای ۶ نوترون و۶پروتون)۱۴(۲ نوترون اضافه نسبت به کربن ۱۲ می باشد). نصف عمر کربن ۱۴ برابر ۵۷۳۰ سال است بدین ترتیب هر تعداد اتمهای کربن۱۴ اتمی را که یک موجود زنده زندگی خود را با آن شروع می کند پس از ۵۷۳۰ سال نیمی از آنها با قی مانده است. تا مادامی که یک حیوان یا .. زنده است نسبت بین کربن ۱۲ و۱۴ همیشه ثابت باقی می ماند اما هنگامی که می میرد تعداد کربنهای ۱۴ با آهنگ کندی کاهش می یابد وتناسب کربنها بر هم می خورد ،شتاب دهنده وزنی این تناسب را اندازه گیری کرده وبه ما می فهماند که موجود زنده در چه زمانی در قید حیات بوده است. ● انواع شتاب دهنده ها: ▪ شتاب دهنده خطی ▪ شتاب دهنده مداری ▪ شتاب دهنده سیلکووترون ساخت و نگه داری آن کم هزینه وآسان است و در ضمن می توان این سیستم های مولد را در ابعاد و مقیاس های مختلف ساخت.(ساخت یک شتاب دهنده خطی به طول۱۰۰متر و ولتاژ۱ میلیون ولت است قادر است انرژی معادل انرژی یک گیگا الکترون ولت تولید نمودکه معادل است با انرژی ۲۶ میلیون کیلو وات ساعت است.) اگر موفق شویم ۵۰% ازانرژی این شتاب دهنده استفاده کنیم شتاب دهنده قادر است معادل ۲۰ هزار نیروگاه اتمی در مقیاس نیروگاه اتمی هزار مگاواتی نیروگاه بوشهر تولید کند.وقادر است ۲۰ میلیون مگا وات انرژی تولید کند.علاوه بر آن از حرارت و گرمای تولید شده می توان برای بخار کردن آب دربا و تولید آب شیرین استفاده کرد.محاسبات نشان داده است که این سیستم قادر است در سال معادل بارندگی سالیانه کشور آب شیرین تولید کند بدون اینکه هوا را آلوده کند یا مشکلاتی از قبیل زباله های هسته ای یا پسمانده و آلودگی ایجاد کند. سوخت مصرفی آن تنها چند گرم هیدروژن معمولی است.انرژی تولیدی از یک دستگاه شتاب دهنده یک گیگا الکترون ولت است که با انرژی ۲۵۰۰۰۰۰ لیتر بنزین خواهد بود. بنابر این اگر به مدت یک سال کار کند انرژی معادل۵۰۰میلیارد بشکه نفت انرژی تولید می کند.ارزش اقتصادی آن انرژی معادل ۲ برابر ذخایر نفت عربستان سعودی است. ▪ مزایا این سیستم: ـ میتوان در ابعاد واندازه های مختلف ساخت ـ نگهداری آن آسان است ـ هیچگونه ذ باله ای تولید نمی کند ـ محصول نهایی آن آب خالص یا بخار آب است ـ منبع عظیمی از انرژی ذخیره شده وعمر منابع انرژی نا محدود می شود. دانشمندان با بکارگیری آزمایشی پرهزینه در مرز سوئیس و فرانسه ، تلاش تازه ای را برای پی بردن به علت پیدایش هستی شروع کرده اند. به گزارش آریا به نقل از شبکه تلویزیونی الجزیره انگلیسی ؛ گروهی از دانشمندان اروپایی به شدت تلاش می کنند یکی از بزرگترین معماهای جهانی را که همانا چگونگی پیدایش هستی است، حل کنند .این دانشمندان سالها وقت گذاشتند و میلیاردها دلار روی یک طرح هزینه کرده اند تا پاسخ این معما را پیدا کنند. برخی از منتقدان می گویند اجرا کردن این طرح ازمایشی درصورت بروز هر گونه اشتباه می تواند به یک فاجعه تبدیل شود و پیامدهای منفی برای کره زمین داشته باشد. در عمق صد متری زیر زمین در مرز سوئیس و فرانسه گروهی از دانشمندان هستند که می خواهند تاریخ پیدایش جهان را بازسازی کنند.در تونلی که بین دو کشور احداث شده است لوله ها و سیم ها وتجهیزات پیشرفته زیادی نصب شده اند هدف از نصب این تجهیزات تکرار کردن “انفجار بزرگ” در زمان پیدایش هستی و میکرو ثانیه های بعد از ان است .دانشمندان می گویند زمانی که انفجار بزرگ رخ داد جهان هستی شروع به تشکیل شدن کرد. دانشمندان دراین ازمایشگاه زیر زمینی به کمک میلیاردها ذره کوچک میکروسکوپی که پروتون نام دارند درنظر دارند این ازمایش ها را انجام دهند .دانشمندان در داخل لوله هایی که درطول این تونل بیست و هفت کیلومتری کشیده شده اند پروتون ها را دریک لوله به یک سمت و در دیگر لوله ها به طرف مخالف ارسال می کنند این ذرات در یک نقطه که شبیه یک محفظه است به یکدیگر برخورد می کنند در ز مان برخورد ،تعداد ذرات عبوری درمدت یک ثانیه باید هشتصد میلیون باشد که این تعداد برای ازمایش بسیار حیاتی است دانشمندان می گویند “مدت زمان کمتر از یک ثانیه” که بعد ازبرخورد طی می شود برای پی بردن به علت پیدایش هستی بسیار مهم است . این طرح که در ازمایشگاه سرن (Cern ) سوئیس به مدت چهارده سال دنبال می شود هشت میلیارد دلار هزینه داشته است .این طرح چند ملیتی است و کشورهای مختلف هزینه های ان را تامین می کنند. اما نگرانی ای که وجود دارد این است که این ازمایش ممکن است سیاه چالی به وجود اورد و باعث شود که بخش هایی از کره زمین به درون ان کشیده شوند. قرار است این برخورد عظیم ذرات درسال دوهزار وهشت انجام شود دوازده ماه بعد ازاین برخورد نتیجه تحقیق اعلام خواهد شد .بلبلب ● ساخت تجهیزات در ایران اجرای عملیات ساخت وپیش مونتاژ مجموعه های تعهد شده توسط وزارت علوم تحقیقات و فن آوری جمهوری اسلا می ایران جهت واحد تحقیقاتی cern مطابق با specification nارائه شده از سوی cern در قالب دو پروژه مجزا تحت عناوینhf tableوfcsپس از انجام per qualification توسط cernطی دو قرار داد جداگانه از سوی موسسهipm(مرکز تحقیقات نظری فیزیکی و ریاضی ایران) به شرکت هپکو اراک به عنوان پیمانکار اصلی ساخت مطابق با چارت عملیاتی ذیل جهت اجرا واگذار گردیید. ● ایران در “سرن” ایران در ژوئن ۲۰۰۱ رسما به عضویت این پروژه درآمد و از همان زمان در ساخت تجهیزات آشکار سازها مشارکت کرد. در چارچوب قرارداد همکاری، ایران مشارکت در آزمایش سی.ام.اس را پذیرفت.بر این اساس، ایران مسئولیت ساخت میز بسیار بزرگی را که قرار است آشکارسازها بر آن نصب شوند را پذیرفت.این میز باید بتواند قطعاتی به وزن حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰ تن را تحمل کند که اجزای آن با فاصله میلیمتری از یکدیگر باز و بسته می شوند.این میز در حقیقت یک دستگاه مکانیکی با تولرانس بسیار بالا به شمار می رود که هزینه ساخت آن نیز برعهده ایران است. دکتر محمد محمدی، متخصص فیزیک ذرات بنیادی و سرپرست گروه سازنده شتاب دهنده سرن در ژنو، که از طرف دانشگاه فلوریدا این مأموریت را عهده دار شده است در این زمینه می گوید: برای ایران، موضوع اصلی فعالیت های پژوهشی از این قبیل، دستیابی به منافع اقتصادی آنی نیست، بلکه منفعت اصلی، دستاوردهای علمی است که از طریق مشارکت در یک پروژه علمی بین المللی، آن هم در بالاترین سطح پژوهش در حوزه فیزیک ذرات بنیادی نصیب کشورمان می شود.سرن چه از لحاظ فناوری و چه از نظر مطالعات نظری یکی از بالاترین سطوح علمی را داراست و هر کشوری افتخار می کند که سهمی در اجرای این پروژه داشته باشد، خوشبختانه پس از موفقیت در طراحی این میز، ساخت دو سیلندر مکانیکی بزرگ نیز که به صورت پوشش، آشکارساز را دربرمی گیرند، به ایران واگذار شد. ساخت این سیلندرها به طراحی بسیار ظریف و دقیقی نیاز دارد و به لحاظ فناوری در سطح بالایی قرار دارد.هزینه ساخت این دو سیلندر، که به همراه هزینه ساخت میز یک میلیون دلار برآورد می شود را نیز ایران می پردازد و دستگاه ها پس از تکمیل شدن تحویل سی.ام.اس خواهند شد. در حال حاضر، هفت پژوهشگر و دو دانشجوی ایرانی در سرن مشغول به کار هستند و دانشجوی سومی نیز انتخاب شده است که طی چند ماه آینده عازم مؤسسه سرن خواهد شد.این دانشجویان در حال گذراندن دوره دکترا در رشته فیزیک ذرات بنیادی هستند و برای انجام پایان نامه های خود به سرن می روند.دکتر حسام الدین ارفعی یکی از مسئولان پروژه سرن در کشورمان در گفت وگویی با همشهری درخصوص چگونگی پیشرفت آن می گوید: بخش اعظم امور فنی انجام شده و کار با موفقیت پیشرفته است و امیدواریم اسفندماه میز ساخته شده را تحویل دهیم. در این بخش با همکاری خوب مهندسان و شرکت مجری مشکل خاصی ایجاد نشد.وی با اشاره به اهمیت بخش علمی مشارکت ایران در این پروژه می گوید: در حال حاضر برای مشارکت علمی در این پروژه که به مراتب مهمتر از بخش فنی آن است، سه پژوهشگر ایرانی اعزام شده اند و همکاری علمی در این پروژه عظیم، در کنار دانشمندان برجسته دنیا، به منزله سهیم شدن کشور ما درعلم تراز اول جهان خواهد بود.وی گفت: تاکنون برای انجام امور فنی این پروژه در ایران، حدود ۴۰۰ میلیون تومان هزینه شده و پیش بینی می شود کل مخارج آن به ۶۰۰ میلیون تومان بالغ گردد.وی افزود: البته کمک ایران به این پروژه در مقابل کشوری مثل پاکستان که تنها یک قلم ۵ میلیون دلاری به جز سهم خودش (که دو برابر ایران بوده) بوده است، رقم ناچیزی است. با ساخت نخستین شتابگر خطی در کشور ایران به جمع کشورهای صاحب فن آوری تولید شتابگر می پیوندد. با تلاش محققان پژوهشگاه دانش های بنیادی، نخستین شتابگر خطی ساخت ایران تا پایان سال آینده به بهره برداری رسیده و جمهوری اسلامی ایران به جمع معدود کشورهای صاحب دانش فنی پیشرفته ساخت این تجهیزات ملحق می شود. به گزارش خبرنگار سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، در حال حاضر در بین کشورهای در حال توسعه تنها کشورهای چین، هند و برزیل از فن آوری ساخت شتابگرهای خطی برخوردارند که با اتمام طرح ساخت شتابگرهای خطی(Linear Accelerator) ایران نیز به عنوان چهارمین کشور در حال توسعه به جمع کشورهای صاحب فن اوری ساخت شتابگرهای خطی ملحق می شود. شتابگرهای خطی علاوه بر کاربردهای وسیع تحقیقاتی در زمینه مختلف پزشکی و صنعتی از جمله پرتونگاری و پرتودرمانی بیماران صعب العلاج، رادیوگرافی صنعتی و پرتو فرآوری کاربرد دارد. دکتر محمد لامعی رشتی، عضو هیات علمی پژوهشکده فیزیک پژوهشگاه دانش های بنیادی IPM در گفت و گو با خبرنگار فناوری ایسنا اظهار داشت: در راستای اجرای طرح ساخت شتابگر بزرگ ملی ایران که پیش بینی می شود ساخت آن حدود ۱۰ سال به طول بینجامد، از حدود سه سال پیش طرح ساخت یک شتابگر خطی در ابعاد کوچکتر و با کاربری صنعتی و پزشکی از سوی محققان پژوهشگاه دانش های بنیادی آغاز شده است. وی خاطرنشان کرد: این شتابگر در حال حاضر در دانشگاه صنعتی اصفهان و پارک علمی تحقیقاتی اصفهان در حال ساخت است که امیدواریم تا پایان سال ۱۳۸۵ شاهد بهره برداری از این دستگاه باشیم. دکتر لامعی هدف از ساخت این شتابگر خطی را ورود به عرصه فن آوری و پاسخ به نیازهای داخلی عنوان و تصریح کرد: با وجود آن که سابقه ساخت شتابگرها در دنیا به بیش از هفت دهه می رسد، فن آوری آن تاکنون به کشور ما وارد نشده است البته در ایران شتابگرهای مختلفی وجود دارند که از قدیمی ترین آنها دستگاه واندوگراف سازمان انرژی اتمی و شتابگر سیکلوترون این سازمان است که برای تولید رادیوایزوتوپ ها و انجام تحقیقات به کار می رود وی افزود: علاوه بر در سال های اخیر چندین شتابگر برای درمان سرطان ها و رادیوتراپی در بیمارستان ها نصب شده اند و همچنین شتابگر الکترونی دیگری در مرکز پرتوفرایند سازمان انرژی اتمی در یزد نصب شده که عمدتا کاربرد صنعتی دارد عضو هیات علمی مرکز تحقیقات هسته یی سازمان انرژی اتمی در ادامه با بیان این که طبق برآوردهای صورت گرفته بیمارستان ها و مراکز درمانی کشور برای ارائه خدمات رادیوتراپی و پرتودرمانی حداقل به حدود ۱۰۰ دستگاه شتابگر خطی کوچک نیاز دارند، ابراز امیدواری کرد که با دستیابی ایران به فن اوری ساخت شتابگرهای خطی گام موثری در جهت تامین نیازهای آتی کشور در این بخش برداشته شود دکتر لامعی در تعریف شتابگرهای خطی به ایسنا گفت: شتابگر خطی الکترون دستگاهی است که ذرات الکترون را به سرعت های بسیار بالا می رساند. برای افزایش سرعت یک ذره باردار باید این ذره را تحت تاثیر یک میدان الکتریکی قرار دهیم اما ایجاد میدان های الکتریکی خیلی قوی برای شتاب دادن زیاد ذرات ممکن نیست زیرا مشکل جرقه زدن و تخلیه های ناخواسته ایجاد می شود، بنابراین یکی از راهها این است که ما ذره را در یک میدان متناوب قرار دهیم هر بار که میدان متناوب در جهت حرکت ذره است ذره تحت تاثیر آن میدان قرار می گیرد و در مواقع دیگری که جهت میدان الکتریکی با جهت حرکت ذره متفاوت است به نوعی می توان بین میدان و ذره حائلی قرار داد که میدان نتواند روی ذره اثر کند این مساله در شتابگر خطی الکترون به نحو جالبی حل شده زیرا الکترون ذره ای سبک بوده و خیلی سریع سرعت آن به سرعت نور می رسد و به همین علت ما یک موج الکترو مغناطیسی انتشار یابنده داریم و الکترون هم همراه موج انتشار یابنده حرکت می کند؛ بنابراین همان گونه که موج الکترومغناطیسی حرکت می کند الکترون هم حرکت کرده و انرژی الکترون افزایش پیدا می کند دکتر لامعی درباره ساختار و اجزای تشکیل دهنده دستگاه شتابگر به ایسنا گفت: این دستگاه از سه بخش اصلی شامل تفنگ الکترونی که الکترونها را به وجود می آورد کاواک که الکترونها در داخل آن سرعت گرفته و انرژی آنها تشدید می شود و مولد امواج الکترومغناطیسی که تولید و تزریق موج به داخل کاواک را برعهده دارد تشکیل شده است. در حال حاضر بخش هایی از کاواک این شتابگر ساخته شده و مشغول تست آن هستیم. در زمینه ساخت منبع تغذیه نیز قراردادی با پژوهشکده فناوری اطلاعات دانشگاه صنعتی اصفهان منعقد کرده ایم که هم اکنون در حال ساخت است دکتر لامعی هزینه ساخت این شتابگر را در حدود ۹۰۰ میلیون تومان عنوان کرد و افزود: طول حلقه این شتابگر حدود ۲ متر و انرژی تولیدی آن ۱۰ میلیون الکترون ولت است و ساخت آن مقدمه ای برای ساخت شتابگر بزرگ ملی ایران خواهد بود که مقدمات اولیه اجرای طرح ساخت آن انجام شده و پیش بینی می شود که از مهرماه سال جاری محاسبات جدی آن آغاز شود مجری طرح شتابگر خطی در پایان با اشاره به این که طرح ساخت درباره شتابگر بزرگ ملی ایران حداقل ۱۰ سال به طول خواهد انجامید، درباره مشخصات آن گفت: این شتابگر خطی ۲ گیگا الکترون ولت انرژی داشته و اندازه حلقه آن حدود ۱۰۰ متر خواهد بود که عمدتا در زمینه تحقیقات مورد استفاده قرار خواهد گرفت

مغناطیس و مغناطیسی

همه ما اغلب با اجسام مغناطیسی آشنایی داریم. قطعه های کوچک مغناطیسی به تنهایی خود یک وسیله بازی جالب هستند . مغناطیس های که امروزه نسبت به مغناطیس های گذشته پیشرفت به سزایی را داشته اند. در مغازه های اسباب بازی و یا قطعات رادیو می توانید حلقه های قابل انعطاف پلاستیکی را تهیه و به راحتی با قیچی آن را برش دهید. همچنین می توانید مغناطیسی های سرامیکی خشک که ارزان تر و قوی تر از آلینکو مغناطیس ها هستند را تهیه کنید که حتی از مغناطیس های کم یاب عالی نوع جدید قوی ترهستند این مغناطیس ها از need/mium – iron – bron یا samarium cobalt ساخته شده و خیلی قدرتمند هستند. در پایان این بخش برخی از منابع مغناطیسی خوب یا ارزان و یا هم خوب و هم ارزان را لیست خواهیم کرد. بعضی از انواع خرد آن ها را که جالب هم هستند می توان در کاتالوگ ها پیدا کرد و همچنین از طریق سفارش پست خانگی مغناطیس های نوع اول را که قدرت شگفتی خاصی دارند تهیه کرد. با حدود چهار دلار هر کدام از شما می توانید مغناطیس هایی را تهیه کنید که می تواند جلد کتاب های شما را بر روی یخچال نگه دارد .حتی می توان با قرار دادن جسم مغناطیسی در زیر میزی که ۱۲ اینچ ضخامت دارد اجسام فلزی روی میز مثل قاشق ها و چنگال ها را حرکت داد و دیگران را شگفت زده کرد. مردم از تأثیر شگفت انگیزمغناطیس های قدرتمند غافل هستند و وقتی شما این اعمال را انجام می دهید به شگفت می آیند.

به علت قدرت بالای مغناطیس های نئودایمپوم ، قدرت جاذبه تأثیر اندکی بر روی آن ها می گذارد. قطعه کوچکی از آن ها را می توان در یک طرف دماغ نگه داشت و تا زمانی که خنده اجازه دهد آن ها بر خلاف نیروی جاذبه بالا می روند و همدیگر را جذب می کنند. مغناطیس های بلندتر را باید با مراقبت حرکت داد چون که ممکن است با پوست تماس پیدا کنند، باعث تاول پوست شوند.

مغناطیس ها همچنین در اطلاعات فروشگاه ها بر روی کارت های اعتباری یافت می شود. فلاپی های فشرده نوارهای ضبط صوت نیز از این خاصیت پیروی کنند. اگر شما برای اولین بارمغناطیس ها را به آدم های کم سن و سال نشان دهید شگفت زده می شوند. از مغناطیس های سرامیکی ارزان در قطعات رادیو یا فروشگاه های اسباب بازی می توان استفاده کرد. مغناطیس ها می توانند همدیگر را جذف یا دفع کنند.

مقداری از مغناطیس ها را داخل جعبه های پلاستیکی تمیز قرار دهید و از طریق مخفی کردن آن ها در زمین شنی و یا شن های ساحل نشان دهید که چگونه مغناطیس ها ماده آهن خارجی را جذب می کنند سنگ معدن پاشیده شده روی کاغذی که زیر آن مغناطیسی قرار دارد بلافاصله جذب مغناطیس می شود و برای درست کردن خطوط کمانی پودری که ردپا بر جا می گذارد از خطوط فشار مغناطیسی استفاده می شود.

جعبه پلاستیکی سنگ های معدن مغناطیسی بصورت تمیز نگه می دارد و جایگزین کردن پودر را آسان می کند. اگر پودرها از بیرون جمع شدند از مقداری نوار چسب برای جدا کردن آن استفاده می کنیم. یک قطب نمای مغناطیسی که در کنار پودرکمانی قرار گرفته است، مطابق با انحنایی که شما در آن ایجاد می کنید خود را با آن ها تنظیم می کند. مقداری مغناطیس در زیر کاغذ اشکال جالبی را در سنگ معدن بالا ایجاد می کند. گیره های کاغذ، سوزن های ته گرد ، دسته کلید و دیگر قطعه های فلزی آهنی تحت تأثیر مغناطیس های دائمی تبدیل به مغناطیس های موقتی می شوند.

یک قطعه فلز مانند سوزن ته گرد یا یک پیچ گوشتی را بر روی یک مغناطیس بکشید. نشان دهید که چگونه این عمل یک مغناطیس جدید ایجاد می کند و مغناطیس جدید سوزن های دیگر سوزن، استیل یا سنگ معدن را جذب می کند. با قراردادن مغناطیسی جدید در زیر کاغذ می توان فهمید که این مغناطیس جدید به قوت و قدرت مغناطیس اصلی نیست . سوزن و پیچ گوشتی را حرارت دهید و مشاهده می شود حرارت اثر مغناطیسی را از بین می برد.

دو مغناطیسی را در زیر کاغذ قرار دهید آن ها را به وسیله یک گیره کاغذ یا یک قطعه کوچک فلزی از هم جدا کنید. مطمئن شوید که هر کدام گیره و کاغذ را لمس می کند، حال وقتی شما پودر سنگ را بر روی کاغذ می پاشید کمان کوچک تری از پودر شکل می گیرد، این نشان دهنده تأثیر موج متمرکز کننده مغناطیس است در واقع گیره کاغذی فشار بین دو مغناطیس را باریک تر و قوی تر می کند.

این مشاهده ساده زمینه ای است که این بخش بر اساس آن طراحی شده است. ما نشان خواهیم داد که برخی از تأثیراتی که اکنون چندان ساده و واضح نیستند دنباله یادگیری های ما از مغناطیس در دوران کودکی است.

● کار با مغناطیس سیالات

یک سیال مغناطیسی مایعی سیال مغناطیسی قوی تر از مغناطیسی است . در مقدمه این بخش گفتم که چگونه سنگ معدن را از نوع ذرات شنی ساحل استخراج می کنیم. سنگ معدنی که در جعبه پلاستیکی به مغناطیس می چسبد دارای مقداری شن است که می توان شن را با پالایش جداسازی کرد. در ابتدا مطمئن شوید که سنگ معدن خشک است.سنگ معدن را بر روی صفحه کاغذی پهن کنید و جعبه مغناطیسی را بر روی کاغذ نگه دارید تا ذرات سنگ معدن به طرف جعبه پرش می کنند، این سنگ معدن را در صفحه کاغذی دیگری بگذارید و این کار را تا زمانی که پالایش کامل انجام می شود ادامه دهید. از آن جایی که تعدادی ذرات شن با سنگ معدن همراه شده است جعبه را زیاد نزدیک صفحه قرار ندهید. سنگ معدن داخل صفحه دوم باید بصورت محسوس تیره تر از صفحه اولی باشد. اگر در داخل صفحه دوم هم شن مشاهده کردید این فرایند را مجدد تکرار کنید. سنگ معدن را داخل یک فنجان کوچک قرار دهید، یک فنجان پلاستیکی فرم بهتر عمل می کند. فنجان باید آن قدر کوچک باشد که سنگ معدن ،حاصل از مرحله سوم استخراج فنجان را کامل پرکند. مقداری روغن نباتی به سنگ معدن اضافه کنید و با یک قاشق پلاستیکی یا غیرفلزی دیگر آن را به هم بزنید، روغن را اضافه کنید تا زمانی که یک چسب سیاه چرب به دست آید.

حال یک مغناطیس را به آرامی در یک طرف فنجان قراردهید، به محض این که سنگ معدن را به طرف خود کشید باید به آن طرف بچسبد. سنگ معدن باید به اندازه کافی خشک شود. روغن اضافی فنجان را خالی کنید، آن چه که در داخل فنجان باقی می ماند مغناطیس سیال ما است.

حال برای بخش هیجانی آماده ایم، فنجان را راست نگه دارید و مغناطیس را بردارید مایع را با یک قاشق پلاستیکی تکان دهید، بتدا مقداری سخت و خشک است اما بعد به راحتی به هم می خورد. فنجان را مقداری مایل نگه دارید و گودی قاشق را داخل مایع کنید، حال برای این که این معجون خشک تر و قوی تر شود. قاشق را به طور عمود و فنجان را راست نگه دارید: مقداری از این ماده سیال را داخل جعبه پلاستیکی قرار دهید و بگذارید مغناطیسی به یک طرف بچسبد حال می توانید با فشار جعبه این ماده را تشکیل دهید. این ماده مانند خاک رس عمل می کند به شکل دیگر وقتی شما مغناطیسی را بر می دارید شکل به حالت اول بر می گردد.

● چرا به این شکل عمل می کند؟

سنگ معدن در روغن نسبت به حالتی که در روغن نباشد به یک شکل عمل می کند. تنها در یک مورد تفاوت دارد در واقع روغن اجازه می دهد که پودر سنگ معدن آسان تر سرازیر شود نسبت به زمانی که خشک است و این به خاطر وزن اضافی است که پیدا کرده است.

گفتن این که این ماده مثل سنگ معدن خشک عمل می کند جواب کاملی به سؤال نیست. مگر این که ما بدانیم چرا سنگ معدن به این شیوه عمل می کند. اگر ما با ذره بین یا میکروسکوب نگاه کنیم می بینیم که اجزا، بیشتر بلند هستند تا این که عریض و پهن باشند.

یک میخ کوچک را در یک دست قراردهید و مغناطیسی را در دست دیگران ، میخ را اطراف مغناطیس بگردانید آن قدر که تحت تأثیر مغناطیسی قرار گیرد، میخ خود را با مغناطیس خالص تنظیم خواهد کرد. اگر هردو را به موازات هم قرار دهید به طرف نقطه ای می چرخد که جهت های میخ به طرف قطب است. حتی زمانی که میخ بر روی قطب است جهت آن به طرف قطب خواهد بود. برای تفکر در مورد این که چه اتفاقی افتاده است وجود دارد. این که وانمود کنیم که جاذبه مغناطیسی و جاذبه زمین وجود دارد و میخ مانند یک مهره است که در انتهای آن قرار می گیرد. فشار اندک باعث می شود مهره بر سطح قرار گیرد و فشار بیشتری برای ایستادن دوباره آن لازم است. مهره (میخ) زمانی که ایستاده است در مقایسه با زمانی که افتاده است، انرژی بیشتری دارد تمایلی وجود دارد که مهره ها ، انرژی خود را در حالت افتاده از دست دهند و همچنین عکس آن صادق است. میخ تمایل به افتادن دارد تا این که خود را با خطوط فشار مغناطیسی اطراف هماهنگ کند. برای نشان دادن راه دوم تفکر(مغناطیس و میخ) به میخ دوم نیاز داریم. میخ اولی را به موازات مغناطیسی (حدود نیم اینچ طرف راست) و میخ دوم را موازی اولی با مقداری فاصله قرار دهید. انتظار داریم میخ دومی توسط میخ اولی جذب شود. اگر ما میخ دوم را پائین نگه داریم بالای آن نزدیک پایین میخ اولی خواهد بود، حال میخ اولی را جذب می کند.

میخ ها وقتی در حضور یک مغناطیسی قرار می گیرند تمایل به مغناطیس شدن دارند. هنگامی که موازی هستند قطب های آن ها حالت دافعه دارند و هنگامی که عمود هستند حالت جاذبه دارند. اگر قطب شمال مغناطیسی مقابل شما باشد قطب های جنوبی میخ ها در مقابل شما قرار خواهد گرفت. میخ ها مغناطیسی را جذب می کنند. زیرا بر خلاف قطب ها یک دیگر را جذب خواهند کرد. میخ ها هم دیگر را دفع می کنند چرا که مثل قطب یک دیگر را دفع می نمایند. مشاهده این آسان است که چرا همین که در اطراف مغناطیسی چرخید میخ خطوط فشار مغناطیسی را دنبال می کند. قطب شمال آن به طرف قطب جنوب مغناطیسی جذب می شود و برعکس زمانی که میخ کنار مغناطیسی باشد موازی است. به خاطر این که جاذبه برابر است و زمانی که نزدیک تر می شود قطب شمالی (N) مغناطیسی، قطب جنوبی میخ جذب و قطب شمالی دفع می شود و آن می چرخد. مغناطیسی زمانی که مقابل هم قرار گیرد یک دیگر را دفع می کنند و وقتی که آن ها مقابل هم یکدیگر را جذب هم می کنند. وضع طبیعی مجموعه مغناطیس ها این است که انتهای آن ها هم دیگر را جذب می کند. اگر دو شاخه کنار هم قرار گیرند.روی هم غلت می خورند.

قطب های مشابه تا حد امکان جدای از هم قرار می گیرند این شاخه یک دیگر را دفع می کنند . این در واقع عمل ذرات سنگ معدن پاشیده شده بر روی سطح کاغذ مغناطیس است. زمانی که مغناطیس بر روی یک طرف پودر سنگ آهن قرار می گیرد پودر خود را به صورت یک رشته تنظیم می کند. هر ذره پودر تبدیل به مغناطیسی می شود و قطب مخالف مجاور خود را جذب می کند. این رشته یک دیگر را به صورت دافعی شکل می دهند و پودر گسترش پیدا می کند.

برای یادگیری بیشتر در مورد مغناطیس به بخش علمی باز گردید.

● ساختن یک ماشین حرارتی مغناطیسی

در ابتدا این وسیله با استفاده از ماده معدنی نیکل کانادایی ساخته شد. نیکل کانادایی از نیکل خالص ساخته شده است. کانادایی بر خلاف نیکل آمریکایی مقداری مس به همراه دارد که خاصیت مغناطیسی ندارد. می توان این وسیله را با نیکل یا با مغناطیس هایی که از خاک های کمیاب ساخته شده درست کرد. مغناطیس های نوع اخیر بهتر عمل می کنند. زیرا خاصیت مغناطیسی خود را در درجه حرارت پائین از دست می دهند، بنابراین برای این وسیله می توان از یک شمع به جای چراغ الکلی به عنوان منبع گرمایی استفاده کرد.

بعضی از اشیاء کوچک مغناطیسی زیبا در مجموعه ما یافت می شود.

این ماشین حرارتی بسیار ساده است. در انتهای پاندول قطعه کوچک مواد مغناطیسی آویزان می کنیم به خاطر این که قطعه کوچک به مغناطیسی بزرگ تر می چسبد. مغناطیسی باید آنقدر نزدیک باشد که در ته پاندول تاب نخورد و به طرف مغناطیس جذب شود. شمع در زیر این ماده قرار می گیرد آن قدر که شعله شمع به آن برخورد کند. شعله شمع دو مغناطیس را گرم می کند تا قابلیت مغناطیسی آن از دست رود و نیروی جاذبه را از دست می دهد، همچنین از شعله ، ماده مغناطیسی در ابتدا سرد می شود سپس این قابلیت باز می گردد. یعنی ماده مغناطیسی به طرف شعله برمی گردد و تمام این فرایند تکرار می شود. تمام این قطعات را می توان از فروشگاه های سخت افزار تهیه کرد،

قطعه هایی که نیاز است عبارتند از :

ـ مقداری سیم مسی یا برنجی مغناطیس سرامیکی ،

ـ یک عدد شمع و یک پاندول برای تاب دادن

ـ دو قطعه سیم برای نگهداری آن.

حدود یک فوت سیم را برش دهید و از طرف مغناطیس بزرگتر بپیچید و در انتهایش را دو حلقه کوچک درست کنید و آن هارا جوری ببندید که محافظ پاندول باشد. اگر از مغناطیسی سنگ معدن کمیاب برای سنگینی پاندول استفاده می کنید از این جهت کمک می کند که مغناطیس زدایی می شود با عمل نگهداری روی شعله شمع.

شما می توانید آن را به چوب لباس آویزان کنید و مغناطیسی را بر روی شعله تا زمانی که می افتد نگه دارید تا زمانی که شما پاندول را تنظیم می کنید برش سرامیک بزرگ مغناطیسی می شود.

یک فوت دیگر سیم را دور نیکل یا مغناطیس های خاک های کمیاب بپیچید که وزن را برای پاندول شکل دهد دو حلقه کوچک از انتهای سیم درست کنید که به حلقه های حمایت کننده پاندول راه یابند. مطمئن شوید که وزن پاندول به اندازه کافی نزدیک به مغناطیس است و هنگامی که پاندول به صورت عمود است از آن بر می خیزد. سیم های پاندول و نگه دارنده های آن به اندازه کافی بلند باشند که در زمانی که مغناطیس از آن گرفته می شود از روی شعله به صورت عمودی آویزان شود.

با گیر کردن پاندول به مغناطیس بزرگ شعله شمع را طوری تنظیم کنید که تنها سنگینی را لمس کند. شعله، آلیاژ خاک های کمیاب را تا زمانی که قابلیت چسبیدن به مغناطیس سرامیک بزرگ را از دست می دهد حرارت می دهد و این آویزان شدن و تاب خوردن تا هنگامی که سرد می شود ادامه دارد و همین که سرد شد مجدد این فرایند تکرار می شود. اگر جرم مذکور شعله را هنگامی که از مغناطیس دور است لمس کند پاندول را باید به گونه ای تنظیم کرد که این جسم مقداری از شعله فاصله داشته باشد و این تنظیم را به گونه ای ادامه دهید که فرایند مذکور تکرار شود. این تنظیم باید به صورتی باشد که جسم به خوبی گرم شود. مواظب باشید که شعله به شما آسیب نرساند. اگر از نیکل های کانادایی استفاده می کنید به منبع حرارتی بهتری از شمع نیاز دارید. چرا غ الکلی برای این کار مناسب است. سیم های محافظ پاندول باید بلندتر باشند مانند ساختن لامپ برای فلز.

▪ چرا این گونه عمل می کند؟

تأثیر CURIE از دست دادن قابلیت مغناطیسی را توصیف می کند، زمانی که حرارت در بالای آن در درجه خاصی قرار داشته باشد این درجه حرارت درجه CURIE نامیده می شود. این درجه حرارت برای مواد مختلف متفاوت است.

درجه CURIE برای آهن حدود ۸۰ درجه سیلیس است ، درجه حرارت برای مغناطیس سرامیکی غیرقابل ارتجاع در سطح بالایی قرار دارد که شمع و چراغ الکلی بر روی آن تأثیری ندارد.

برای نیکل کانادایی پایین ترحدود ۶۳۱ درجه سیلیس است. این درجه حرارت در محدوده حرارت چراغ الکلی است و با شمع نیز امکان پذیر است. برای مغناطیس خاک های کمیاب ۳۱۰ درجه سیلیس است.

سعی شود که از فندک چخماقی Ronson استفاده شود، درجه CURIE در محدوده حرارت شمع است. ترکیب اندازه کوچک آن ها و مقدار CURIE را تبدیل به درجه بالایی از CURIE می کند، مغناطیس و شعله که به هم پیوند می خورند موجب کار و عمل ماشین می شود. زمانی سنگ های فندک به مغناطیسی برجاذبه به شعله نزدیک می شوند که به سطح درجه CURIE برسند. دیگر آزمون های دیگری موفقیت آمیز بوده که مشتمل بر قرارگیری سنگ چخماق بر روی چرخ هستند و از آهن لحیم کاری به عنوان منبع گرمایی استفاده می شود.

شیشه ذره بین را می توان برای متمرکز کردن نور آفتاب بر روی ذرات چخماق استفاده کرد.

● چیزهایی راجع به مغناطیس ها (بخش علمی)

هنگامی که مغناطیس را لمس و کند، بدن حرارت دادن سنگ چخماق، هنگامی که حرارت پایین می آید. راههای دیگر را نیز امتحان کنید.

کار ساده ایست که درباره میخ ها که تبدیل به مغناطیس شدند و خود تنظیم شدنشان با میدان مغناطیسی فکر کنیم و همچنین راجع به مهره هایی که در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرند. اما کدامشان توضیح واقعی هستند و چه چیز دیگری اتفاق می افتد. هر دو توضیح درست است وجود میدان مغناطیسی به خاطر حرکت الکترون هاست راجع به میخ ها الکترون ها در اتم های آهن در مدار هسته قرار گرفته اند و الکترون بر روی هسته های خود می چرخد. بیشتر مواد میدان مغناطیسی قوی ندارند به علت این که قطب های مغناطیس آن هابه طور تصادفی نظم یافته است یا در مقابل هم آرایش یافته اند.

اگر الکترون های یک اتم ( یا ملکول) برابر قطب های مغناطیس مثبت و منفی بسازند که هم را خنثی می کنند اتم قطب ها مغناطیسی ندارد. اگر شما یک مغناطیسی را در نزدیک چنین اتمی بیاورید میدان مغناطیسی باعث می شود که الکترون های این اتم حرکت کنند. حرکت الکترون ها یک میدان مغناطیسی را ایجاد می کند که در تقابل با مغناطیس اصلی است. اتم ها در مقابل مغناطیسی حرکت می کنند. موادی که به این شکل عمل می کنند مواد diamaqnetic « دیا مغناطیس» نامیده شوند. حتی بیسموت(bismuth) یکی از عناصر شیمیایی که از نوع موادی است که بیشترین «دیا مغناطیسی» را دارد. اگر الکترون های یک اتم مغناطیس خنثی نداشته باشند اتم یک قطب مثبت و منفی دارد. درجه حرارت یک اتاق باعث می شود این اتم ها در اطراف حرکت کند و قطب های مغناطیسی آن هابه طور تصادفی آرایش می یابند.

اگر اتم ها درون میدان مغناطیسی باشند برخی از آن هابا این میدان تنظیم می شوند برخی دیگر انرژی زیادی دارند و در اطراف می چرخند. حدود انرژی بستگی به درجه حرارت دارد. مثلاً اتم های سرد بیشترشان با میدان مغناطیسی تنظیم می شوند. مومادی که به این شکل نظم می یابند پارامغناطیس (paramegnatic) نامیده می شود. این مواد به مغناطیس ها جذب شوند. اثر آن هاضعیف است مگر اینکه حرارت بسیار پایین باشد. مواد پارامغناطیس انرژی های پارامغناطیسی را بیان می کنند اما قوی تر شدن این اثر تا زمانی است که درجه حرارت بسیار بالا باشد آلومینیوم و پلاتینیوم جزء این مواد هستند.

چهار نوع مواد آهن، نیکل، کبالت و گادولینیوم قطب های مغناطیسی آن هاردیف ما می شد حتی در درجه حرارتی که کلاً قطب های دیگر بخش ها تصادفی آرایش یابند این بخش ها فرو مغناطیس (ferromaqnertic) نامیده می شود. در چهار نوع نامبرده تأثیر مغناطیسی الکترون ها که در میدان های دورنی قرار گرفته اند باعث این کنش می شوند آن هاخودشان را به قطب های مخالف هماهنگ می کشد به انشای اصلی که در مکانیک کوانتوم اصل (pauli exclusion) این اصل در یک توضیح بسیار ساده گوید که الکترون ها نمی توانند در یک فضای مشابه اشتغال به عملی داشته باشند مگر اینکه قطب های مغناطیسی مخالفی داشته باشند.

دو اتم بر این اساس مثل آهن یک الکترو ن بیرونی را شکل می دهند. این الکترون تلاش می کند که با قطب های الکترون داخلی که مقابل الکترون خارجی قرار گرفته باشند تنظیم شوند. این عمل باعث ایجاد الکترون درونی می شود که عملیات (کارکرد) مشابهی دارند. الکترون های داخلی به این ترتیب به شیوه مشابهی تنظیم شوند و در میدان مغناطیسی سیهمی می شوند. در برخی از مواد پارامغناطیسی، اتم ها، با قطب های مثبت و منفی زوج می شوند و بر خلاف دستورالعمل یادشده یکدیگر را خنثی می کنند این مواد آتشی فرومغناطیسی نامیده می شوند. کروم و مغناطیس ها از جمله این مواد هستند. برخی مواد که ferrites نامیده می شوند شبیه مواد فوق هستند اما دو جزء مختلف مغناطیسی را دارا هستند . یکی از آن هاقوی تر از دیگری است. کار اینها تعبیه همان مواد است و به مغناطیس ها جذب شوند. سنگ معدن که در مثال از آن استفاده کردیم ferrit است . این یک کانی است که مغناطیس نامیده می شود. مغناطیسی طبیعی از آن ساخته شده است. نام شکل این آرایش ferrimaqnetism است. Ferrmaqnetism است. Ferrite استفاده های متعددی را در الکترونیک پیدا کرده است به علت اینکه مغناطیس است. اما مثل آهن الکتریسته را عبور نمی دهد همچنان که الکتریسته بهتر جریان پیدا کند از طریق بعضی مواد نسبت به برخی دیگر مغناطیس نیز از طریق برخی مواد نسبت به برخی دیگر آسان تر گردش پیدا می کند. توان مواد برای ایجاد بی ثباتی مغناطیسی ثبات … مواد نامیده می شود . اندازه گیری نسبی برای ثبات هوا وجود دارد که ثبات آن را نشان می دهد. آهن و استیل ثبات بین ۱۰۰ و ۹۰۰۰ دارند. Ferrite ثبات بین ۳۰۰۰ و ۵۰ دارد. ثبات نسبی مواد را می توان به عنوان میزان سهولت مغناطیسی شدن آن هادر نظر گرفت. هر چه ثبات بالاتر باشد مواد آسان تر مغناطیسی می شوند. خطوط فشار مغناطیسی به عنوان مجموعه ای است که بی ثباتی مغناطیسی ایجاد می کند. مغناطیس قدرتمند خطوط فشار بیشتری دارد و بی ثباتی مغناطیسی بیشتری را دارد. یک مغناطیس معمولی خانگی ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ ثبات دارد. یک خط فشار یک Maxwell نامیده می شود. مواد با ثبات نسبی بالا اجازه می دهد که خطوط بیشتر بی ثباتی وارد آن ها شوند به علت این که هوا اطراف آن را فرا گرفته است. اندازه تجمع بی ثباتی با خطوط فشار مربع در سانتی متر اندازه گیری می شود که گازها هستند. یک گاز یک خط مربع در سانتی متر است. میدان مغناطیسی زمین در حدود ۲/. گاز اندازه گیری شده است. ابر رسانه که در طنین (بازآوایی) مغناطیسی به کار می رود حدود ۵۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ گاز تصور می شود. زمانی که میخ به هوا انتقال می یابد. خطوط فشار مغناطیسی با سهولت بیشتری از طریق میخ دنبال ونتور نسبت به هوا . مثلاً آب به دنبال راهی است که مقاومت حداقل داشته باشد. بی ثباتی مغناطیسی به دنبال بیشترین ثبات است. میخ به صورت افقی مقاومت کمتری دارد تا اینکه بخشی از آن به صورت ضربدر باشد. فشار بر روی میخ متمایل به این است که با خطوط فشار مغناطیسی خط به بالا باشد این فشار است که سقوط موازی خطوط نیرو را موجب می شود. در همین زمان میخ مغناطیسی شده است و قطب های آن به قطب های مخالف مغناطیسی جذب می شود.

● اندازه های استفاده شده در مغناطیس دائم

▪ چه چیزی مغناطیس دائم خوبی می سازد؟

ما می توانیم مغناطیس داشته باشیم که میدان مغناطیسی را مجتمع کند و همچنین می خواهیم که مغناطیس باقی بماند. برای فهم این که چگونه ما قدرت یک مغناطیس دائم و ثبات آن را اندازه گیری می کنیم ، ترسیم ساخت یک مغناطیسی مفید است.

از یک قطعه آهن یا دیگر مواد ferromaqnatic شروع می کنیم. پذیرفتیم که وقتی با آن کار می کردیم به صورت مغناطیسی نبود، برای مغناطیسی کردن ، آن را در یک میدان مغناطیسی به وسیله یک مغناطیس دیگر قرار دادیم .

زمانی که قدرت میدان مغناطیسی اندک باشد، خطوط نیروی مجتمع در آهن نیز کوچک است و همین که قدرت میدان افزایش یابد بیشتر اجزا مغناطیسی آهن که مهره نامیده شد با میدان بیرونی تنظیم می شود. برخی از خطوط نیرو در فلز از قدرت میدان مغناطیسی پدید می آید. و این روند ادامه می یابد تا این که مغناطیس ها در آهن با میدان بیرونی همسو می شوند. به این معنا که آهن اشباع شده است و نمی تواند خطوط دیگر نیرو را نگه دارد. همین که میدان بیرونی را به وجود آوردیم دیگر فشاری در خطوط نیرو در آهن وجود ندارد . فرض کنید اکنون قدرت میدان بیرونی را کاهش دادیم. حرارت درون آهن با درجه حرارت اتاق رقابت می کند. وقتی که میدان بیرونی را برداریم این گیرکردن های مهره ها تمام می شود و ما مغناطیسی دائم داریم. فرض کنید اکنون میدان مغناطیسی بیرونی را معکوس می کنیم و به تدریج قدرت آن را افزایش می دهیم. ابتدای مهره های گیر کرده مقاومت می کنند. همین که حوزه بیرونی گیر کند تحت کنترل قرار می گیرند. حتی میدان بیرونی برای بالا انداختن آن ها کافی است و آهن دوباره اشباع می شود.

گفتیم که تراکم جریان مغناطیسی که در آهن باقی می ماند میدان بیرونی remanunce در سطح بالایی است. سلول های کوچک مغناطیسی را دیواز آلیاژ need / mium – iron – bron است که ارزش بالایی برای remanunce و اشباع دارد. لیست remanunce که نام دیگر القاء ……… ۸۰۰/۱۰ گاز است و اشباع حدود ۹۶۰۰ مقیاس دیگر برای توصیف ثبات مغناطیسی قوت بیرونی میدان است. زمانی که مواد اشباع چند گونه شدند با برخی از خطوط بی ثبات در مواد اشباع می شوند. این مقدار انرژی تولید با تراکم انرژی در مقیاس گازها اندازه گیری می شود. مغناطیس های رایج رادیویی ارزشی بالغ بر ۲۷ میلیون دارند. این مقدار می تواند خطرناک باشد اگر زیاد کوچک نباشد.

این ها کمتر از ربع اینچ یا متر هستند و یک دهم اینچ ارتفاع دارند.

فیزیک ذرات بنیادی****

فیزیک ذرات بنیادی

امروزه مدت زیادی نگذشته که ثابت شده تمامی مواد از مولکول ها، مولکول ها هم از اتم ها، اتم ها از هسته ها و الکترون ها و هسته ها از پروتون ها و نوترون ها تشکیل شده اند اما پروتون ها و نوترون ها والکترون ها از چه چیزی ترکیب یافته اند؟ این ذزات ، ذرات بنیادی یعنی ذرات غیر قابل تجزیه نام دارند. با فرض اینکه تجزیه بیشتر آنها باعث می شود که به ذرات دیگری تبدیل شود.

● تاریخچه

در اواخر قرن بیستم دانشمندان درباره ساختمان پنهانی ذرات بنیادی به یک مطالعه سیستماتیک و مداوم پرداختند. این مطالعه ابتدا از نوکلئون ها (اجزای هسته ) یعنی پروتون ها و نوترون ها شروع شد. عموما در فیزیک هسته ای این کار می توانست دردوخط اصلی ادامه یابد.

● بررسی پدیده های شامل ذرات بنیادی با فیزیک هسته ای

کوشش برای شکستن یا خرد کردن یک ذره بنیادی در صورت امکان و تبدیل آن به اجزا تشکیل دهنده اش اگر اجزا تشکیل دهنده ای داشته باشد. برای این منظور ذرات مشابه دیگر را با سرعت های حتی المقدور نزدیک به سرعت نور شتاب داده و این گلوله های شتاب دار را به ذرات بنیادی موجود در اتم های دیگر برخورد می دهند. برای مثال برای بمباران هیدروژن یونیزه شده (یعنی پروتون) از پروتون های شتابدار یا برای بمباران پروتون و ذرات آلفا از پروتون و ذرات آلفا ی دیگر استفاده گردد.

انرژی لازم برای این عمل فقط می تواند به کمک شتابدهنده های قوی ذرات باردار فراهم شود تولید ذرات باردار شتابدار برای دسترسی به انرژی های دهها میلیون و بالاخره دهها هزار میلیون الکترون ولت زمانی یک کار بزرگ تلقی می شد.

● بررسی ساختمان ذرات بنیادی

این روش بر اساس پدیده آشنای نوری قرار داشت. هر چه ماده مورد مشاهده کوچکتر باشد طول موج نور تابانده شده به این ماده بایستی کوتاهتر گردد. اگر طول موج نور از طول جسم بزرگتر باشد موج به آسانی از اطراف جسم عبور کرده و چیزی دیده نمی شود. و اگر از طول جسم کوچکتر باشد موج منعکس شده بازتاب نور) و جسم روشن شده و قابل رویت می گردد.

● دیدگاه موجی ذرات

دوبروی (De Broglie) کشف کرد که هر چه ذرات سریعتر حرکت کنند خواص موجی بیشتری از خود نشان می دهد. پس از این کشف تهیه نوعی میکروسکوپ الکترونی ممکن گردید که در آنها الکترون با انرژی ۱۰۰Kev شتاب داده می شد. این میکروسکوپ رویت اجسام با قطر چند انگستروم را میسر می سازد. که هر آنگستروم برابر ۸ ^ ۱۰ سانتیمتر می باشد.

مطابق نظریه دوبروی هرچه ذرات سنگین تر بوده و سریعتر حرکت کند ، طول موج معادل آن کوتاهتر خواهد بود. این مطالب نشان می دهد اگر الکترونی تا انرژی چند صد میلیون الکترون ولت شتاب داده شود طول موجش آنقدر کوچک می شود که متناسب با اندازه ذرات هسته ای شده و می تواند برای بررسی ساختمان هسته اتمی بکار رود.

● ساختار فیزیک ذرات بنیادی

ـ از بازتاب و پخش این فیزیک امواج برای اندازه گیری ذرات داخل هسته استفاده می شود. اگر الکترونی تا انرژی یک یا دو هزار میلیون الکترون ولت شتاب یابد طول موج الکترون چندین مرتبه کوچکتر از قطر ذرات هسته ای می شود. این فیزیک امواج تحقیق ساختمان پروتون هاو نوترون ها را ممکن می سازد از روزی که دانشمندان به یک “توپخانه اتمی قوی” مسلح شدند.ذرات جدید اتمی یکی پس از دیگری کشف گردید.

انرژی معادل با یک میلیون الکترون ولت موجب کشف الکترون مثبتی به نام پوزیترون شد. شتاب دهنده هایی با صدها میلیون الکترون ولت تهیه مصنوعی مزون ها را ممکن ساخت. مزون ها اولین بار در پرتوهای کیهانی کشف شدند.توسعه شتابدهنده های با انرژی بسیار زیاد موجب کشف ضد ذرات گردید.ضد ذرات تشکیل دهندگان اصلی ضد ماه می باشد که عمده ترین انها عبارتند از: ضد پروتون ، ضد نوترون و غیره.

بسیاری از ذرات کشف شده ، ذرات ناپایدارند آنها پس از یک دوره زمانی بسیار کوتاه تجزیه شده و به تعدادی ذرات کوچکتر و پایدارتر تبدیل می شود این ذرات کوچکتر پایدارتر شامل : الکترون ها ، نوترون ها ، اشعه گاما و یا نوترینو ها می باشند.

ذرات ناپایدار ممکن است به ضد ذرات معادل خود که اصولا پایدارترند ، تبدیل می گردند.

همانگونه تا بحال معلوم شده هیچیک از ذرات بنیادی شناخته شده نمی توانند به اجزا کوچکتر شکسته شوند. آنها همگی به نام ذرات بنیادی معرفی شده است به همین دلیل نشان می دهد که ساختمانی ندارند.

● تقسیم بندی ذرات ناپایدار :

▪ ذرات ناپایدار بدو گروه به صورت زیر تقسیم می شوند:

یک دسته از آن شامل ذرات سنگین تر از الکترون ولی سبک تر از پروتون است که مزون (Meson) نام دارند.

گروه دیگر شامل ذرات سنگین تر از پروتون است که هیپرون(Hyperon) خوانده می شوند. هیپرون ها فقط به ذرات هسته ای از جمله پروتون ها و نوترون ها تجزیه می شوند.

فیزیک و متا فیزیک!@

مقدمه:

مدتی بود که سرگرم کارهای شخصی خود و مطالعات مورد علاقه خودم بودم .در ضمن چند روز پیش یکی از خوانندگان عزیز درباره "روح" و حقیقت آن در یکی از مطالب نظری گذاشته بودند.حیفم آمد تا این مطلب را نگذارم.شاید مورد توجه دوستان عزیز قرار بگیرد و فتح بابی شود تا در سری جدید مقالات بیشتر به اینگونه موضوعات بپردازیم.

حالا که به سری مقالات قبلی نگاه می کنم،می بینم که در بسیاری از موارد در انتخاب مطالب و نحوه بیان کردن آنها و حتی پاسخ دادن به نظرات بد سلیقگی کردم.و نتیجه آن چیزی شد که اصلا به آن تمایل نداشتم.اینکه آماج حملات و فحشهای بسیاری از خوانندگان عزیز قرار بگیریم و به انواع و اقسام برچسبها ملقب و مزین شویم.

عیبی ندارد.. به قول حضرت حافظ ( علیه الرحمه)

          منم که شهره شهرم به عشق ورزیدن .... منم که دیده نیالوده ام به بد دیدن

         وفا کنیم و ملامت کشیم و خوش باشیم..... که در طریقت ما،کافریست رنجیدن

امیدوارم که از این تجربه درس بگیریم و این اشتباهات را مجددا مرتکب نشویم. از تو خواننده عزیز و دوست گرامی هم ملتمسانه این خواهش را  دارم، که حتی اگر نظر و باور و مسلک و آئین و هر چیز شما با ما متفاوت است، ما را تحمل نموده و نظرات خود را فقط در باره موضوعات مطرح شده ،مطرح نمائید.ما می توانیم و باید بتوانیم با و جود تمام تفاوتها و اختلاف نظرهای احتمالیمان با یکدیگر گفتگو کنیم.

آنچه که در این سری مقالات خواهید خواند.تلاشی است برای اینکه نشان دهیم چه تلاشهایی در حال حاضر در حوزه علم و دانش و معنویت بشری به موازات یکدیگر در حال انجام دادن است.

در این سری موقتا با موضوعات قبلی که بسیار هم حساسیت بر انگیز شدند از قبیل (فراماسونری و انجمن های مخفی،نظریه توطئه) فاصله می گیرم.ان شالله در فرصت مناسب به آنها هم بر می گردم. هدف اصلی من در این سری مقالات نشان دادن اتفاقات و رویدادهایی است که در حوزه دانش بشری در حال رخ دادن است و فاصله فیزیک و متافیزیک را کم کم از بین می برد.

در این قسمت از مقاله ترجیح داده با اجازه غیابی از استاد گرامی دکتر محسن فرشاد ،قسمتی از مقدمه یکی از کتابهای ایشان را قراردهم تا دوستان عزیز با جو و اتمسفر آنچه که می خواهم در فسمتهای بعدی ادامه دهم آشنا شوند. لطفا من را از نظرات خود درباره این موضوعات مطلع کنید تا به همدیگر بحثی مفید ،علمی و سازنده را دنبال کنیم.ملتمسانه خواهش دارم از ارائه بحثهای انرژی بر و بی فایده سیاسی خود داری کنید.

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

                                      بسم الله الرحمن الرحیم

«یسبح لله ما فی السماوات و ما فی الارض المک القدوس العزیز الحکیم » [جمعه /1].

- «و ان من شیء الا یسبح بحمده ولکن لا تفقهون تسبیحهم» [اسراء /44].

همه ی آسمان های هفت گانه و زمین، و موجوداتی که بین آن ها هستند، همه او را منزه می دارند و هیچ موجودی نیست، مگر آن که با حسش خداوند را منزه می دارد؛ ولی شما تسبیح آن ها را نمی فهمید که او همواره بردبار و آموزنده است.

 

بیان قرآن که شما تسبیح موجودات را نمی فهمید، ارتباط به نوع مردم دارد، چون اکثر مردم حقیقت تسبیح موجودات را درک نمی کنند، ولی مانعی ندارد که برخی از افراد روشن ضمیر و کسانی که روح و روان آنان با حقایق موجودات ارتباطی پیدا کرده، با گوش دل، تسبیح موجودات را بشنوند و از تسبیح موجودات در برابر فرمان خدا آگاه باشند .

تفکر قوة خیال را از پراکندگی و افسار گسیختگی نجات می دهد. چه خوب است که انسان در اوایل کار وقتی را برای تفکر در نظر بگیرد و در اطوار وجودی خود و موجودات عالم به فکر بنشیند. این کار باعث حشر پیدا کردن و محرم شدن انسان با عالم می شود. اگر انسان با نظام عالم محرم شود و با او رابطة دوستی برقرار کند اینجاست که می تواند به اسرار آن راه یابد زیرا دوست هرگز سرِّ خود را پنهان نمی دارد.

ما خیال می کنیم سنگ و چوب و گل خاموشند و نمی بینند و نمی شنوند و نمی فهمند. اما در واقع این سنگ است که به ما می گوید: شما نمی بینید و نمی‌شنوید و نمی فهمید. زیرا ما در حال حرف زدن و دیدن هستیم. نامحرم بودن شما با ما باعث شده نه گوشتان بشنود و نه چشمتان ببیند. همچنان که اگر خودتان نیز در بین یکدیگر نامحرمی پیدا کنید او را از خود دور می کنید و حرفش را نمی شنوید و اسرار خود را برای او فاش نمی کنید.

تفکر در نظام هستی باعث محرمیت انسان با عالَم می شود و موجب می‌شود که موجودات عالم اسرار خود را برای انسان بنمایانند. چگونه است که دستگاه ضبط تشکیل یافته از چند سیم و لحیم می تواند حرف ما را بگیرد و پس بدهد، اما زمین با این عظمت توان این یک ضبط را نداشته باشد؟!"

 تقابل فیزیک با متا فیزیک

 

حقیقت روح  ، روح به معنی جوهر یگانه و واحد آگاهی و شعور است.

 

در فیزیک مدرن،دانشمندان نظریه ریسمانها بر این باورند که ریسمانها با موقعیت فوق تقارنی خود،نیروهای چهارگانه گرانش،الکترومغناطیس،هسته ای قوی و هسته ای ضعیف را با هم متحد می کنند و بستر ظهور همه نیروها،ابر ریسمانها با حالت فوق تقارنی خود هستند.

نظریهٔ ریسمان شاخه‌ای ازفیزیک نظری و بیشتر مربوط به حوزه فیزیک انرژی‌های بالاست .این نظریه در ابتدا برای توجیه کامل نیروی هسته ای قوی به وجود آمد ولی پس از مدتی با گسترش کرومودینامیک کوانتومی کنار گذاشته شد و در حدود سالهای ۱۹۸۰ دو باره برای اتحاد نیروی گرانشی و برطرف کردن ناهنجاری‌های تئوری ابر گرانش وارد صحنه شد. بنا بر آن ماده در بنیادین‌ترین صورت خود نه ذره بلکه ریسمان مانند است. یعنی تمام ذرات بنیادین (مثل الکترون، پوزیترون و فوتون) اگر با بزرگنمایی خیلی خیلی زیاد نگریسته‌شوند ریسمان‌دیس هستند. ریسمان می‌تواند بسته (مثل حلقه) یا باز (مثل بند کفش) باشد.

همانطور که حالت‌های مختلف نوسانی در سیمهای سازهای زهی مثل گیتار صداها(نتها)ی گوناگونی ایجاد می‌کند، حالتهای مختلف نوسانی این ریسمانهای بنیادین نیز به صورت ذرات بنیادین گوناگون جلوه‌گر می‌شود.

 

    خاصیت مهم ابرریسمان که فیزیکدانان را به سمت خود کشاند این بود که این نظریه به طرزی بسیار طبیعی گرانش(نسبیت عام) و مدل استاندارد (نظریه میدان کوانتوم) که سه نیروی دیگر موجود در طبیعت (یعنی الکترومغتاطیس،نیروی ضعیف و نیروی هسته ای قوی) را توصیف می‌کند به هم مرتبط می‌سازد.

 

  

تئوری کوانتوم به یک میدان وحدت یافته کوانتومی اعتقاد دارد که در پایین سطح ماده هستی، به یک میدان واحد می رسد که غیر قابل تجزیه است و از آن پایین تر نمی توان به تجزیه ماده پرداخت.

این میدان می تواند همان جوهر واحد آگاهی هستی باشد،در جایی پایین تر از ثابت پلانک قرار دارد و اساسا یک فضا-زمان دیگری برای درک موقعیت خود طلب می کند.

 

 

مقصود من از روح،همین میدان واحد آگاهی عالم وجود است.چون انسان دارای روح و روان و حیات است ، نمی تواند در جائی زندگی کند که فاقد روح و روان و زندگی است.موجود زنده نمی تواند در یک محیط مرده زندگی کند.باید محیط زیست همانند خود موجود زنده،از انرژی حیات برخوردار باشد،تا موجودی مانند انسان حیوان،گیاه و جماد بتواند در آن زیست و رشد کند.در غیر اینصورت لحظه ای دوام نمی آورد.آیا مثلا یک ماهی می تواند در یک دریای پر از اسید سولفوریک و یا قیر زندگی کند؟

پس اگر ما زنده ایم،برای این است که عالم وجود زنده است و اگر ما روح و روان داریم،که داریم،

پس کیهان و همه کائنات دارای روح،روان،زندگی ،آگاهی و شعور است.

 

در مقابل روح یا میدان آگاهی،ماده وجود دارد.اگر از نظر منطق هگل به این قضیه نگاه کنیم،روح تز،ماده آنتی تز و کائنات سن تز است.سن تز ترکیب یا همانهاده این دو (ماده-روح) است.نیروهای چهارگانه طبیعت و نیروهای دیگر مانند بارهای الکتریکی،حافظه ماده و نیروهای رنگ همه نمود و تظاهر عینی و ملموس و مادی آگاهی یا روح کائنات هستند.

 

قرن ها علوم طبیعی،عالم هستی را یک وجود مرده و فاقد آگاهی و حیات می شناختند.در قرن بیستم ،اندیشه و دیدگاه علم،به ویژه فیزیک و اختر شناسی به خاطر تحقیقات عمیقی که خواه ناخواه وارد دنیای متافیزیک می شد،نسبت به جمود عالم تغییر کرد و بسیاری از دانشمندان دریافتند که بافت عالم و کیهان حکایت از زنده بودن دارد و آگاه بودن آن می کند.

بنابر این علوم طبیعی در این قرن سئوالاتی را مطرح نمودند که در قرن نوزدهم جزء متافیزیک حساب می شدند. طرح اینگونه سئوالات در آن روزگار، از سوی دانشمندانی چون نیوتن،گالیله،لاپلاس،لاوازیه و ماکسول و جامعه علمی آن روزگار کفر محض به حساب می آمد.

به همین دلیل در قرن نوزدهم "متافیزیک" به عنوان یک اندیشه زائد و بی فایده فلسفی به دور انداخته شد و کسی حاضر نشد تا در آن غور و تحقیق و تفحص کند.

اما در قرن بیستم،ناگهان با ظهورتئوری نسبیت عام توسط آلبرت اینشتین،دید علم در باره متافیزیک متحول و دگرگون شد.چون در این زمان مسائل زیادی از متافیزیک در داخل علم فیزیک مطرح می شدند.

 

مفهوم تار و پود هستی و فضا و زمان،بعد چهارم و ابعاد بالاتر،محدود یا نا محدود بودن عالم،شکل فضا،همه مسائل متافیزیک بودند که از زمان رنسانس و عصر روشنگری در اروپا از فلمرو علم رانده شده بودند.اما در این زمان دوباره به صحنه علم برگشته و جان دوباره ای گرفتند.

نظریه کوانتوم،به ویژه مکانیک کوانتومی و در سه دهه آخر قرن بیستم پیدایش نظریاتی چون ابر ریسمانها،دو گانگی موج و ذره، و وحدت نیروها و یگانگی میدانهای کوانتومی،به معنی واقعی متافیزیک را وارد حیطه علم نموده و مقام و منزلت گذشته او را به وی بازگرداند.

اکنون سوالهایی مطرح است و ذهن دانشمندان را واقعا به خود مشغول کرده است:

آیا جهانهای موازی واقعا وجود دارند؟

آیا در فضاها و کرات دیگر خارج از منظومه شمسی موجودات انسانی یا شبیه انسانی زندگی می کنند؟

آیا موجود و موجوداتی بر زندگی ما در روی زمین نظارت داشته و کنترلی بروی آن دارند؟

                

آیا خود کیهان به عنوان یک سیستم ،یک موجود هوشمند است؟

همه این سئوال ها سر انجام به جائی می رسد که از خود بپرسیم،

آیا حیات ما و موجودیت عالم آفریننده ای دارد؟

اگر هست،چگونه و کیست و از کجا آمده است؟

 

اگر بتوانیم به معنی علمی کلمه،شعور و آگاهی کیهان و عالم وجود را ثابت کنیم،به طور علمی خدا را ثابت کرده ایم.

در سیستمهای غیر خطی،مانند انسان و کیهان،این اجزاء هستند که کل را می سازند.اما کل خود مستقل از اجزاء خود است.اگر اجزاء کیهان و عالم وجود هوشمند باشند،همه کائنات هوشمند است و تازه چون مستقل است و کلیتی غیر از مجموع اجزاء خود دارد، هوشمندی آن درجه ای بالاتر از هوشمندی مجموع اجزاء خود است.

یکی از نخستین اندیشمندان ایرانی که به وضوح درباره شعور و آگاهی ذرات عالم صحبت کرده،مولانا رومی،عارف ایرانی است که در مثنوی کبیر خود چنین فرموده است:

            گر تو را از غیب چشمی بـــاز شد             با تــــو ذرّات  جهان    همــــراز شد
            نطق آب و نطق خاک و نطق گـــل           هست محسوس حــــواس اهل دل
            جـمله   ذرات  عـالـــــــم  در   نهان            با تـــــو می گویند   روزان و  شبـان
            مــا سمیعیم و بـــصیریم و خوشیم            بــــا شما  نـــامحرمان ما   خامشیم
           چـــون شما سوی جمادی می روید           محرم  جــــــان جمادان    کی شوید
           فاش   تسبیح  جـــــــمادات    آیدت             وسوسه  تـــــأویـــلها   بـزدایـــدت
           چــــون   نـدارد   جان تـــو    قندیلها            بــهر بینش    کرده ای     تـــأویلها

                             

مولانا جلال الدین رومی، به وضوح در اشعار خود از هشیاری،بصیر بودن و سمیع بودن ذرات عالم هستی سخن می گوید.اگر همه ذرات هستی می شنوند و می بینند و هشیار هستند،پس کل عالم وجود نیز از این هشیاری و بصیرت و بینش برخوردار است و تازه نسبت به اجراء خود از هوشمندی و هشیاری بالاتر و مستقل تری نیز برخوردار است.

  

شیخ محمود شبستری ،نیز در گلشن راز از رقص ذرات عالم و میل آنها به حرکت و رقص سخن رانده است.                       

آگاهی و شعور عالم وجود به صورت یک موجود واحد و غیر متکثر،مورد تائید عارفان شرق،از هند و چین تبت و ایران قرار گرفته تا عرفای ژاپن و یهودی و مسلمان قرار گرفته است.

آنچه را که قرن ها عارفان به صورت راز به آن می نگریستند و می پرداختند،امروزه در حوزه فعالیت دانشمندان علوم طبیعی قرار گرفته و آنها با زبان ریاضی به آن می پردازند.آلبرت اینشتین،نابغه فیزیک قرن بیستم،سی سال از سالهای آخر عمر خود را صرف یافتن میدان وحدت یافته طبیعت کرد و خواست میدانی را بیابد که همه نیروها از آن ناشی می شوند.و تلاش کرد تا بتواند تمام نیروهای چهارگانه فیزیک را با یک معادله با همدیگر متحد کند.

اما به دلیل مشکل بودن کار عمرش کفاف این را نداد که همچون نظریه نسبیت آن را پردازش کند.و موفق به انجام این کار نشد.اما اکنون تئوری کوانتوم به میدان وحدت یافته کوانتومی رسیده است و بر این باورند که یک میدان وحدت یافته از ذرات زیر اتمی(بهتر بگوییم ریسمانهای مرتعشی از انرژِی) همه نیروها را با هم متحد می کند.در حقیقت اندیشه عرفانهای تائو و شرقی قدم به حیطه علم نهاده است.

 

 

در قرن بیستم،کتابهای زیادی درباره اثبات علمی اندیشه های عرفانی شرقی یه رشته تحریر در آمدند.از آن جمله می توان به تائوی فیزیک اثر فیتیوف کاپرا و استادان رقص وولی از گاری زوکاف و فیزیک جاودانی از فرانک تایپلر و فیزیکدانان آمریکایی و عرفان پرینستون اثر ریموند رویه و روح ناشناخته اثر ژان شارون نام برد.

همه تلاشهای ذهنی نام برده شده موید این معنی هستند که علم فیزیک در حال درک عالم به صورت یک کل هماهنگ است.

مفاهیمی که از تئوری نسبیت،کوانتوم و مکملیت درک می شود حاکی از این است که آنچه را که ما به عنوان اشیاء فیزیکی و مستقل تجربه می کنیم،واقعا از هم مستقل نیستند و از درون و برون با هم ارتباط دارند.در نظریه سیستم ها ثابت شده است که دو شیئ وقتی در یک سیستم واقع می شوند یک نظام واحد را می سازند.انسان وقتی به عالم هستی می نگرد،در اثر اتحاد ناظر و منظور،به صورت یک دستگاه و نظام در می آید.بنابر این،هیچ یک از ذرات عالم و اشیاء از هم جدا نیستند و انسان هم مستقل از عالم نیست.

 

امروز فیزیکدانان به یک وجود مطلق قائل شده اند که دارای آگاهی و شعور است.استیون کوفمن فیزیکدان آمریکایی در کتاب "نظریه متحد واقعیت" بر این باور است که یک وجود مطلق در کائنات هست که همه واقعیت های عالم از آن ناشی می شود و این وجود دارای شعور مطلق است.

ما در یک فضا-زمان بی پایانی از شعور،اطلاعات،آگاهی و در یک کلمه در یک فضا زمان روحی زندگی می کنیم.که متاسفانه فقط سطح نازکی از بافته بیرونی آن را ادراک می کنیم و ژرفای عظیم آن از شناخت و دانش و ادراک ما پنهان است و پرده ای در مقابل دید و درک ما قرار دارد،شاید در قرن های آینده،با تکامل انرژی روحی و ذهنی انسان این پرده به تدریج بالا رود و ما به حقایق عمیق تر و بیشتری پی ببریم

 

خداوند،آگاهی نیرو و سرشت کل هستی است و انسان باید از انرژی فطری خود که ودیعه الهی است به بهترین نحو برای ترقی،توسعه و سعادتمندی خود در روی زمین استفاده کند.اگر انسان بخواهد روی کره زمین باقی بماند،باید ساختار آگاهی پر انرژی خود را برای سازندگی،خلاقیت و عشق و فداکاری و اعتلای هستی کلان خود به کار ببرد.در غیر اینصورت نمی تواند تمدن و نژاد خود را حفظ کند.آیا مریخ هم همین سرنوشت را پیدا کرده است؟

ما از چه ساخته شده ایم؟

از ذرات یا امواج؟

در آخرين تحقيقات، دانشمندان در حال تحقيق بر روي كاربردهاي عملي محاسبات كوانتومي مي باشند، و حتي در حال تجربه بر روي جابجايي كوانتومي هستند. فيزيك كوانتوم همه جا در اطراف ما مشغول به كار است و بدون آن، كسي نمي توانست توضيح دهد به عنوان مثال چرا آسمان آبي است، علف ها سبز هستند، و خورشيد زرد است.

بدون آن، كسي نمي توانست توضيح دهد چرا يك ميز جامد است و آب مايع است، و چگونه گياهان نور خورشيد را جذب مي كنند و آن را در فرايندي به نام فتوسنتز به انرژي شيميايي تبديل مي كنند.

      

روز جديد فيزيك كوانتوم همه اش خيلي وقت قبل با يك سئوال قديمي در باره طبيعت نور شروع شد.

اين بحث به قرن هفدهم باز مي گردد زماني كه نيوتن استدلال كرد كه نور بايد از ذره تشكيل شده باشد. اين شخص فيزيكدان و رياضي دان برجسته انگليسي، آيزاك نيوتن بود.

و آن زمان رياضي دان و فيزيكدان بسيار برجسته كريستيان هويگنس دليل آورد كه نه، نور موج است. و مباحثات در باره طبيعت واقعي نور به طور اساسي براي تقريبا 300 سال ادامه يافت.

 

                       

 دست آخر، كشف شد كه، در واقع مي توان به هر دو شكل يك ذره و يك موج با آن برخورد كرد. اولين جهش در قرن بيستم، در اين جهت، توسط ماكس پلانك و در اولين روز قرن بيستم روي داد. او به سادگي تلاش كرد كه اين واقعيت را درباره توزيع شدت تابش كه يك فرد از ستارگان دريافت مي كند، يا از اجسام داغ تابش مي كند، درك كند. او فهميد كه به شيوه اي بسيار عجيب مي تواند دركش كنيد. اين شيوه اين را در بر داشت كه انرژي تنها در بسته هاي گسسته مي آيد.

ماكس پلانك پيشنهاد كرد كه نور شامل واحدهاي انرژي منفصل از هم مي باشد. او اين واحد را كوانتوم ناميد، و در همين زمان تئوري كوانتوم را متولد ساخت.

  

هيچكس به اين موضوع در ابتدا توجهي نكرد، به جز يك فرد بسيار جوان كه در دفتر ثبت اختراعات در سوئيس كار مي كرد؛ وي آلبرت اينشتين بود، فردي كه توجه كرد، و او در واقع فهميد كه مي تواند تمام اين جور چيزها را درك كند، و از همه بيشتر قابل توجه اينكه اثر فتوالكتريك اين ايده را به كار مي گيرد.

                       

پس از آن، نيلس بور درك كرد كه مي تواند ساختار اتمي را با استفاده از اين ايده درك كند. بعد لوئيس بروكلي در فرانسه اين ايده ها را به ماده بسط دهد.

در اوايل سال 1920، فيزيكدانان فهميدند كه هر دوي ماده و نور مي توانند در شكل امواج با شكل قطعات ماده يا انرژي ظاهر شوند. بعدا، اروين شرودينگر و ماكس بورن معناي رياضياتي به اين ها بخشيدند "امواج امكان". اين دوگانگي ذره – موجي بسيار عجيب بود.

 

امواج اشياء كوانتومي به صورت آني به محض اينكه دانشمندان تلاش براي اندازه گيري آنها يا دريافتن چيزي در باره آنها بكنند، تبديل به ذرات مي شوند.

خوب بياييد پايه اي ترين بروز امواج امكان را كه "بر هم نهي" است با استفاده از يك مثال ساده بررسي كنيم.

يك سكه بر مي داريم، سكه مي تواند شير يا خط بيايد. خوب اولين سيماي شگفت آور مكانيك كوانتومي يك "برهم نهي" خوانده مي شود.

سكه فقط نمي تواند شير يا خط باشد بلكه مي تواند چيزي باشد كه برهمنهي هر دو خوانده مي شود. به عبارت ديگر، فقط شير يا خط نيست؛ مخلوطي از اين دوتاست. اين اصل برهمنهي خوانده مي شود. اين اصل اصولا بيان مي كند كه يك سكه لزومي ندارد كه در يك وضع يا وضع ديگري باشد. مي تواند در مخلوطي دلخواه از اين دو باشد.

دكتر استمپ مي گويد، به طور ذاتي، تا زماني كه ما به سكه نگاه نمي كنيم، سكه در يك حالت برهمنهي از هر دو حالت "شير رو" و "خط رو" قرار دارد. اما اين چيزي بيشتر از اين حرف ها مي باشد. در مورد ذرات كوانتومي، ما در واقع مي توانيم به طور فيزيكي وجود برهمنهي حالات كوانتومي مختلف را آشكارسازي كنيم.

حال بياييد نگاهي بياندازيم به آزمايشي كه با نام آزمايش دو شكافي شناخته مي شود.

فيزيكدان پر آوازه و استاد افسانه اي فيزيك دكتر ريچارد فايمان، مرسوم بود كه بگويد "تمام مكانيك كوانتومي مي تواند از تفكر دقيق در مفاهيم اين تك آزمايش برداشت شود."

 

پس بياييد با دقت دنبالش كنيم:

وقتي ذرات ماده (مثلا توپهای بیس بال را در نظر بگیرید)به سمت يك شكاف يا دو شكاف شليك مي شوند، آنها نواري كه رد شكاف مي باشد، بر روي ديوار مقابل تشكيل مي دهند.

 

زماني كه امواج به يك شكاف تكي يا دوتايي مي رسند، آن ها هم يك نوار تكي ايجاد مي كنند يا در حالت شكاف دوتايي، دو موج با يكديگر اندركنش مي كنند، در حالي كه قله ها و حضيض ها جايي كه به هم مي رسند، يكديگر را خنثي كرده و منجر به تشكيل يك الگوي تداخلي مي شوند.

 

حال بیایید ذرات تشکیل دهنده مواد یعنی الکترونها را در نظر بگیریم.ذراتي از قبيل الكترون ها يا فوتونهاي نور كار عجيبي مي كنند. وقتي به سمت دو شكاف شليك مي شوند يك الگوي تداخلي مانند امواج تشكيل مي دهند، در حالي كه بايد دو نوار مانند ماده درست كنند.

  

چرا؟؟؟؟؟

چرا باید ذرات الکترون از خود طرحی تداخلی همانند امواج به جا بگذارند؟؟؟

آیا الکترونها موج هستند؟

حتي زماني كه به صورت تكي شليك مي شوند، يك تك ذره كه به سمت يك دو شكافي مي رود، به دو نيم خواهد شد، و اقدام به عبور از هر دوي شكافها خواهد كرد، و بعد با خودش تداخل مي كند تا يك الگوي تداخلي مانند يك موج توليد كند.

بدين سان موجب مي شود تا از ميان هر دو شكاف برود: هم دومي و هم اولي.

  

اما زماني كه اندازه گيري صورت مي گيرد چيز عجيبي رخ مي دهد.

برخلاف الگوي تداخلي قبل، الگوي مربوط به ذره مشاهده شده شبيه به الگوي ماده است.

          

تنها عمل مشاهده كردن كه كدام شكاف انتخاب شده است در واقع موجب مي شود كه ذره تنها از درون يك شكاف برود.

چيزي كه اين را حتي بيشتر متحير كننده مي كند اين است كه شكافي با عرض 0.1 ميلي متر مورد استفاده در اين آزمايش، كه تقريبا 20 ميليارد بار از قطر كلاسيك الكترون عريض تر است، مي تواند در واقع حركت الكترون را منحرف كند. اين شبيه به اين است كه چيزي يك سنگ يك سانتي متري را در حين عبور از يك دهانه 20 هزار كيلومتري، منحرف كند.

دليل اين امر اصل عدم قطعيت مشهور هايزنبرگ است. فيزيكدان برجسته آلماني ورنر هايزنبرگ محدوديت هاي مشاهدات ما را از دنياي اطرافمان مورد سنجش قرار داد. او دريافت كه رفتار يك ذره، كه محصولي از فاصله و تكانه ذره مي باشد، نمي تواند بدون عدم قطعيت اندازه گيري شود، با يك حداقل مقدار متناسب با ثابت پلانك. اين ثابت پلانك يك عدد بسيار كوچك است، برابر با صفر بعد مميز، بعد 33 صفر كه بعد از آن عدد 66 باشد. اين عدد كوچك براي اشياء مرئي قابل صرف نظر كردن است، اما براي يك الكترون بسيار كوچك محدود در فضا، گسترش به يك شكاف با عرض 0.1 ميلي متر منجر به تغيير تكانه الكترون و در نتيجه انحراف جهتي كه الكترون در طي عبور از شكاف در پيش مي گيرد، مي شود.

          

چيزي كه بسيار متحير كننده است اين است كه به نظر مي رسد يك الكترون به دو الكترون كه به طور همزمان در حال عبور از هر دو شكاف است، مي شكافد، و يك الگوي تداخلي روي ديوار پشت اين شكافها طرح مي ريزد. الكترون چنان كه اگر يك موج در حال پراشيدن شدن باشد، رفتار مي كند؛ و نه همچون يك قطعه واحد ماده.

برای اینکه این آزمایش را بهتر متوجه شوید می توانید از این لینک استفاده کرده و فیلم کوتاهی در این رابطه را ببینید:

          http://www.youtube.com/watch?v=EpSqrb3VK3c&feature=related

اما آيا بيشتر از اين در مورد آن چيزي هست؟

اخيرا، دكتر آنتوان زلينگر و محققان در دانشگاه وين يك الگوي تداخلي مشابه در يك آزمايش دو شكافي را شرح مي دهند. به جاي انجام آزمايش با استفاده از الكترون، آن ها از ملكول كربن سي 60 استفاده كردند كه عموم آن را يك "باكي بال" مي خوانند.

 

باكي بال تقريبا قطرش 1 نانومتر است. و تقريبا نسبت به يك الكترون يك ميليون بار بزرگتر و حدودا 100 هزار بار سنگين تر است.

در واقع، قطر آن قابل مقايسه با قطر مارپيچ دوگانه حلزوني "دي ان اي" كه مشهور است و تقريبا 2 نانومتر است، مي باشد.

 

قطعا، به سختي كسي مي تواند آنچنان ملكول هاي بزرگي را به عنوان موج در نظر بگيرد.

اما این ملکول هم دقیقا چون یک موج رفتار می کند.

آیا دی ان ای ما انسانها هم می تواند همچون موج رفتار کند؟

آیا امواج دیگر نیز می توانند در دی ان ای ما و در نتیجه نسل و آینده ما تاثیر بگذارند؟

آیا موسیقی بر دی ان ای تاثیری دارد؟ اصلا آیا دی ان ای ما انسانها موسیقی می نوازد؟

آیا انرژی افکار و اعمال ما بروی ژنهای ما تاثیر می گذارند؟

شما چه فکر می کنید؟

 آزمايش دو شكافي همچنين نشان داد كه زماني كه يك الكترون با جهان بيرون اندركنش انجام مي دهد، الگوي تداخلي ناپديد مي شود. براي نمونه، زماني كه ما از يك آشكارساز استفاده مي كنيم تا تلاش كنيم الكترون را در يكي از دو شكاف مشاهده كنيم، الگوي تداخلي ناپديد مي شود.

چيزي كه كشف مي كنيم اين است كه وقتي ما مشاهده انجام مي دهيم، الكترون يكي از دو شكاف را براي عبور "انتخاب مي كند"، مانند يك ذره كلاسيك، در نتيجه آشكارا توانايي هاي بر همنهي كوانتومي اش را "مخفي مي كند".

امواج الكتروني تمام امكانات را تركيب مي كنند، اما وقتي آن را مشاهده مي كنيم، الكترون يكي از اين امكان ها را انتخاب مي كند تا رخداد واقعي آزمايش ما بشود، يك ذره ماده متمركز در يك نقطه بشود.

براساس گفته دانشمندان بسيار مشهور از قبيل اينگه ويگنر متاخر و رياضي دان متاخر جان فن نيومن،

اين آگاهي مشاهده گر است كه موجب اين فرو ريختن مي شود

 

*********(تابش هاوکینگ)*********

تابش هاوکینگ

 با توجه به اصل عدم قطعیت مکانیک کوانتوم، احتمال هر رویدای همیشه بزرگتر از صفر است. یکی از نتیج منطقی آن این است که ما بپذیریم خلاء “فضای تهی” واقعاً تهی نیست. و فضای تهی از ذرات مجازی انباشته شده است، از ذرات ماده و انرژی و نه کاملاً حقیقی. ذرات مجازی با این که حقیقی نستند، قوانین نشان می دهند که جهان در مقیاس کوانتومی چگونه رفتار می کند. برای مثال آنها برای توضیح کنش فوتون و الکترون لازم هستند.اگر ما فضا را خلا فرض كنیم، راه درستی نرفته ایم. در اینجا می خواهیم علت آن را بیابیم. اصل عدم قطعیت به این معنی است كه ما هیچ گاه نمی توانیم با دقت كامل، به طور همزمان، مكان و سرعت یك ذره را بداینم. معنای آن از این هم بیشتر است: ما هرگز نمی توانیم كمیت یك میدان (به عنوان مثال: میدان گرانشی یا میدان الكترومغناطیسی) و آهنگ تغییرات آنرا همزمان، با دقت كامل تعیین كنیم. هر قدر كمیت میدان را با دقت بیشتر بدانیم، دقت ما در دانستن آهنگ تغییرات آن كاهش خواهد یافت و بالعكس، همچون الاكلنگ. در نتیجه، شدت یك میدان هیچ وقت به صفر نمی رسد. صفر هم از نظر كمیت و هم از نظر آهنگ تغییرات میدان، اندازه گیری بسیار دقیقی خواهد بود كه اصل عدم قطعیت، آن را مجاز نمی داند. نمی توان فضای خالی داشت، مگر اینكه تمام میدانها دقیقاً صفر باشند: اگر صفر نباشند، فضای خالی وجود ندارد.به جای فضای خالی یا خلأ كامل كه اغلب ما تصور می كنیم در فضا هست، مقدار حداقلی از عدم قطعیت، اندكی ابهام یا نامعلومی به صورتی داریم كه نمی دانیم مقدار میدان در «فضای خالی» چیست. این افت و خیز در مقدار میدان، این لرزش اندك به سوی جوانب مثبت و منفی صفر را كه هرگز صفر نمی شود، می توان به طریق زیر تصور كرد.زوجهایی از ذرات ـ زوجهای فوتونها یا گراویتونها ـ مدام ظاهر می شوند. دو ذره به صورت یك جفت در می آیند و سپس از هم جدا می شوند. پس از فاصله زمانی بسیار كوتاه غیرقابل تصوری، آن دو ذره بار دیگر به هم می رسند، و یكدیگر را منهدم می كنند حیاتی كوتاه ولی پر ماجرا دارند. مكانیك كوانتومی به ما می گوید كه این واقعه همیشه و همه جا در فضای «خلأ» روی می دهد

ممكن است كه اینها ذرات «واقعی» كه بتوانیم وجود آنها را با یك آشكارساز ذرات، تشخیص دهیم نباشند، ولی نباید تصور كرد كه آنها ذرات خیالی هستند. حتی اگر آنها فقط ذراتی «مجازی» باشند، می دانیم آثار آنها را روی ذرات دیگر تشخیص دهیم.بعضی از این زوجها، زوجهای ذرات ماده یا فرمیونها هستند. در این حالت، یكی از ذرات زوج، پاد ذره دیگری است. «پاد ماده» را كه در بازیهای خیالی و داستانهای علمی تخیلی با آن آشنا هستیم، صرفاً تخیلی نیست. می دانیم كه مقدار كل انرژی در جهان، همیشه ثابت و بدون تغییر است. انرژی نمی تواند از جایی به طور ناگهانی به جهان وارد شود. چگونه ما می توانیم مسأله این زوج تازه به وجود آمده را با این اصل سازگار كنیم؟ این زوجها، با «وام گرفتن» انرژی، به طور بسیار موقتی به وجود آمده اند. آنها به هیچ وجه دایمی نیستند. یكی از ذرات این زوج انرژی مثبت و دیگری انرژی منفی دارد. تراز انرژی آنها برابر است. به مقدار انرژی كه در جهان وجود دارد، چیزی اضافه نشده است.استیون هاوكینگ استدلال كرد كه زوج ذره های بسیاری به طور غیر منتظره، در افق رویداد یك سیاهچاله به وجود می ایند و از بین می روند. بنابر تصور او، ابتدا یك زوج از ذرات مجازی ظاهر می شود. قبل از آنكه این زوج به یكدیگر برسند و یكدیگر را منهدم كنند، ذره ای كه انرژی منفی دارد از افق رویداد عبور كرده، وارد سیاهچاله می شود. آیا این بدان معنی است كه ذره با انرژی مثبت باید همتای بدبخت خود را، با هدف برخورد و منهدم كردن دنبال كند؟ نه. میدان جاذبه در افق رویداد یك سیاهچاله به قدر كافی قوی است كه با ذرات مجازی، حتی با ذرات بدبخت با انرژی منفی كار شگفت انگیزی می كند: میدان جاذبه می تواند آنها را از « مجازی» به « واقعی» تبدیل كند. این تبدیل، تغییر قابل ملاحظه ای در زوج به وجود می آورد. آنها دیگر مجبور نیستند با یكدیگر برخورد كرده و یكدیگر را منهدم كنند. آنها می توانند هر دو مدت بسیار طولانیتری، جدا از هم وجود داشته باشند. البته ذره با انرژی مثبت نیز می تواند در سیاهچاله بیفتد، ولی مجبور به چنین كاری نیست. او از مشاركت آزاد است، می تواند بگریزد. برای یك مشاهده كننده از دور، به نظر می آید كه از سیاهچاله بیرون آمده است. در حقیقت این ذره، نه از بیرون، بلكه از نزدیك سیاهچاله می آید. در این ضمن همتای او انرژی منفی به سیاهچاله وارد كرده است. تابشی كه به این ترتیب از سیاهچاله گسیل می شود، تابش هاوكینگ نامیده می شود. با تابش هاوكینگ، كه دومین كشف مشهور او در زمینه سیاهچاله ها بود، استیون هاوكینگ نشان داد كه اولین كشف مشهور او، قانون دوم دینامیك سیاهچاله (كه مساحت افق رویداد هیچ گاه نمی تواند كاهش یابد)، همیشه استوار نیست. تابش هاوكینگ این معنی را می دهد كه یك سیاهچاله می تواند كوچك شده و در نهایت كاملاً از بین برود، چیزی كه یك مفهوم واقعاً اساسی است.چگونه تابش هاوكینگ یك سیاهچاله را كوچكتر می كند؟ سیاهچاله، به تدریج كه ذره های مجازی را به واقعی تبدیل می كند انرژی از دست می دهد. اگر هیچ چیز نمی تواند از افق رویداد بگریزد، چه طور ممكن است چنین چیزی روی بدهد؟ چه طور سیاهچاله می تواند چیزی از دست بدهد؟ به این سؤال می توان پاسخ زیركانه ای داد: زمانی كه ذره ای با انرژی منفی این انرژی منفی را با خود به سیاهچاله می برد، انرژی سیاهچاله را كمتر می كند.یعنی منفی « منها» است كه مترادف كمتر است.بدینسان، تابش هاوكینگ از سیاهچاله انرژی می رباید. انرژی كمتر، كاهش جرم را به دنبال دارد. معادله اینشتینE = mc۲ را به خاطر بیاوریم. در این رابطه، Eانرژی،

mجرم وcسرعت نور است. هنگامی كه انرژی (در یك سوی این رابطه) كاهش می یابد (كه در مورد سیاهچاله ها این طور است)، یكی از كمیتهای طرف دیگر باید كمتر شود. چون سرعت نور ثابت است، جرم باید كاهش پیدا كند. بنابر این موقعی كه ما می گوییم انرژی از سیاهچاله ربوده شده است، مثل این است كه جرم از آن ربوده شده است.به خاطر داشته باشیم و به یاد آوریم كه نیوتن درباره گرانی چه چیزی به ما آموخت: هر تغییر در جرم جسم، مقدار كشش گرانشی آن را كه بر جسم دیگر اعمال می كند، تغییر می دهد. اگر جرم زمین كمتر شود (جرمش كمتر شود نه آنكه كوچكتر شود) كشش گرانش آن در مدار حركت ماه كاهش می یابد. اگر سیاهچاله جرم از دست بدهد، كشش گرانشی آن در جایی كه افق رویداد (شعاع بدون بازگشت) وجود دارد، كاهش می یابد. سرعت گریز در این شعاع كمتر از سرعت نور می شود. در این حال شعاع افق رویداد كوچكتر از شعاعی می شود كه در آن سرعت گریز برابر با سرعت نور بوده است. در نتیجه افق رویداد منقبض شده است. این، تنها راه توجیه كوچكتر شدن سیاهچاله است.اگر تابش هاوكینگ از یك سیاهچاله بزرگ را كه در نتیجه رُمبش یك ستاره به وجود آمده است اندازه گیری كنیم، ناامید خواهیم شد. دمای سطح سیاهچاله ای به این بزرگی، كمتر از یك میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق خواهد بود. هر قدر سیاهچاله بزرگتر باشد، دمای آن كمتر است. استیون هاوكینگ می گوید، «سیاهچاله ای با جرم ده برابر خورشید، ممكن است چند هزار فوتون در ثانیه گسیل دارد، ولی این فوتونها طول موجی به اندازه سیاهچاله خوهاند داشت و انرژی آنها آنقدر كم خواهد بود كه آشكارسازی آنها ممكن نیست». مطلب را می توان این طور بیان كرد: هرقدر جرم زیادتر باشد، سطح افق رویداد بزرگتر، هرچه سطح افق رویداد بزرگتر باشد، آنتروپی بیشتر است. هرچه آنتروپی بیشتر باشد دمای سطح و آهنگ گسیل كمتر است .با این حال، هاوكینگ، خیلی زود، در سال ۱۹۷۱ نظر داد كه نوع دیگری از سیاهچاله وجود دارد: سیاهچاله های خیلی ریز كه جالبترین آنها به انداز هسته اتم است. این سیاهچاله ها به طور قطع منفجر می شوند و تابش می كنند. به یاد داشته باشیم كه هر قدر سیاهچاله كوچكتر باشد، دمای سطح آن بیشتر است. هاوكینگ در مورد این سیاهچاله های بسیار ریز می گوید: « این سیاهچاله ها را به زحمت می توان سیاه نامید: آنها در حقیقت داغ و سفیدنددر مکانیک کلاسیک سیاه چاله سیاه هستنداما در مکانیک کوانتومی سیاه چاله ها تابش می کنند و این چیزی است که نخستین بار هاوکینگ مطرح کرد.

قوس الکتریکی!!!!!!؟؟؟؟؟؟!!!!!!!!!!؟؟؟؟؟

قوس الکتریکی چیست؟

● تاریخچه

در سال ۱۸۰۲ پتروف (V.P.Petrof) کشف کرد که اگر دو تکه زغال چوب را به قطب های باتری بزرگی وصل کنیم و آنها را به هم تماس دهیم و سپس کمی از هم جدا کنیم شعله روشنی بین دو تکه زغال دیده می شود. و انتهای آنها که از شدت گرما سفید شده است نور خیره کننده ای گسیل می دارد. قوس الکتریکی هفت سال بعد دیوی (H.Davy) فیزیکدان انگلیسی این پدیده را مشاهده نمود و پیشنهاد کرد که این پدیده به احترام ولتا قوس ولتا نامیده شود.

● آزمایش ساده

اگر بخواهیم در یک روش ساده ای ایجاد قوس الکتریکی را نشان دهیم باید دو تکه کربن را روی گیره قابل تنظیم سوار نمود (بهتر است که به جای زغال چوب معمولی میله خاصی که از کربن قوس ساخته می شود و با فشار دادن مخلوط گرافیت ، کربن سیاه و مواد چسبنده به وجود می آیند، استفاده شود).

چشمه جریان می تواند برق شهر هم باشد برای اجتناب ازاینکه در لحظه تماس تکه های کربن مدار کوتاه ایجاد شود باید رئوستایی به طور متوالی به قوس وصل شود.

معمولا برق شهر با جریان متناوب تغذیه می شود. ولی در صورتی که جریان مستقیم از آن عبور کند قوس پایدارتر است به طوری که یکی از الکترودها همیشه مثبت «آند)و دیگری همواره منفی «کاتد)است.

● ماهیت قوس الکتریکی

در قوس الکتریکی الکترودها در اثر حرارت سفید رنگ می شود. ستونی از گاز ملتهب رسانای خوب الکتریکی بین الکترودها وجود دارد. در قوس معمولی این ستون نوری بسیار کمتر از نور تکه های کربن سفید شده از آزمایش های مربوط به گرما گسیل می کنند. چون الکترود مثبت دمایش از الکترود منفی بیشتر است زود تر از بین می رود. در نتیجه تصعید شدید کربن صورت گرفته و در آن الکترود (الکترود مثبت) فرورفتگی به وجود می آید که به دهانه مثبت معروف است و داغ ترین نقطه الکترودهاست.

دمای دهانه در هوا و در فشار جو به ۴۰۰۰ درجه سانتیگراد می رسد. در لامپ های قوسی سازوکارهای منظم و خود کار خاصی برای نزدیک کردن تکه های کربن با سرعت یکنواخت وقتی با سوختن از بین می روند، مورد استفاده قرار می گیرند. برای اینکه سایش و خوردگی الکترود مثبت به خاطر دمای بالایش بیشتر است،برای همین همیشه الکترود کربن مثبت کلفت تر از الکترود منفی اختیار می شود.

● دماهای بالا در قوس الکتریکی

قوس الکتریکی می تواند بین الکترودهای فلزی ساخته شده از آهن ، مس و غیره نیز بگیرد. در این حالت الکترودها به میزان زیادی ذوب و تبخیر می شوند و این عمل به مقدار زیادی آزمایش های مربوط به گرما احتیاج دارد. به این دلیل دمای مرکز الکترود فلزی معمولا کمتر از دمای الکترود کربنی است (۲۰۰۰ تا ۲۵۰۰ درجه سانتیگراد).

قوسی که بین الکترودهای کربن در گاز فشرده ای قرار می گیرد (حدود ۲۰atm) بالا رفتن دمای مرکز مثبت تا ۵۹۰۰ درجه سانتیگراد یعنی دما روی سطح خورشید را ممکن ساخته است. معلوم شده است که کربن در این حالت ذوب می شود. دمای باز هم بالاتری را می توان در ستونی از گاز و بخاری که از آن تخلیه الکتریکی می گذرد، به دست آورد.

بمباران شدید این گاز و بخار با الکترون ها و یون هایی که با میدان الکتریکی قوس شتاب گرفته اند دمای ستون گاز را ۶۰۰۰ تا ۷۰۰۰ درجه سانتیگراد می رساند. به این دلیل تقریبا تمام مواد شناخته شده در ستون قوس الکتریکی ذوب و تبخیر می شوند. و بسیاری از واکنش های شیمیایی که در دماهای پایین انجام شدنی نیستند، با قوس الکتریکی امکان پذیر می شوند. مثلا میله های چینی دیر گداز در شعله قوس به سهولت ذوب می شود.

● چگونگی ایجاد تخلیه قوس الکتریکی

برای ایجاد تخلیه قوس الکتریکی به ولتاژ زیادی احتیاج نیست با ولتاژ ۴۰ تا ۴۵ ولت بین الکترود ها می توان قوس را به وجود آورد. از طرف دیگر جریان داخل قوس زیاد است. مثلا حتی در قوس کوچک جریان به ۵ آمپر می رسد، در حالیکه در قوس های بزرگ که در مقیاس صنعتی به کار می روند جریان به صدها آمپر بالغ می شود. این به این معنا ست که مقاومت قوس پایین است و از این رو ستون گاز تابان رسانای الکتریکی خوبی است.

● یونیزاسیون گاز با انرژی قوس الکتریکی

یونش شدید گاز با قوس الکتریکی به آن دلیل امکان پذیر است که کاتد قوس الکتریکی تعداد زیادی الکترون گسیل می داد. این الکترون ها با برخورد با گاز داخل شکاف تخلیه گازی آن را یونیزه می کنند. گسیل الکترونی شدید از کاتد از آنجا ممکن می شود که خود کاتد تا دمای بسیار بالایی گرم می شود (بسته به ماده از ۲۲۰۰ تا ۳۵۰۰). وقتی که الکترودهای قوس در ابتدا تماس داده شوند تقریباً تمام گرمای ژول که از الکترود ها می گذرد در ناحیه تماس که مقاومت بسیار دارد آزاد می شود.

به این دلیل انتهای الکترودها به شدت گرم می شوند که برای گیراندن قوس به هنگام جداکردن آنها کافی است آن وقت کاتد قوس توسط جریانی که از قوس می گذرد، در حالت التهاب می ماند. در این فرایند بمباران کاتد توسط یون هایی که به آن برخورد می کند نقش اصلی را ایفا می کند.

● مشخصه جریان ولتاژ قوس الکتریکی

یعنی بستگی جریان الکتریکی در قوس الکتریکی به ولتاژ بین الکترودها ، ویژگی خاصی دارد. در فلزات و الکترولیت ها جریان متناوب با ولتاژ افزایش می یابد «قانون اهم). در صورتیکه برای رسانش القایی گازها جریان ابتدا با ولتاژ زیاد می شود، سپس اشباع شده و مستقل از ولتاژ است.

بنابر این افزایش جریان در تخلیه قوسی به اندازه مقاومت در شکاف بین الکترودها و ولتاژ بین آنها منجر می شود. برای اینکه تابانی قوس پایدار بماند رئوستا یا مقاومت الکتریکی قوی دیگری را باید به طور متوالی به آن بست.

@نیروی گرانش@

نیروی خلا یا گرانش؟

شاید این نظریه دهها سال پیش می بایست مطرح می شد که نیروی گرانشی وجود ندارد و این تماما برآیند دافعه ی بین خلا و ماده است که گرانش می نامیم.

اما با گذشت چندین سال حتی فکر محققی به این سو نمی رود که سیستم جارو برقی (Vacuum cleaner) که از نام آن نیز مشخص است دلالت بر این امر دارد که نیروی گرانشی وجود ندارد.

در جارو برقی یک فن قوی خلایی تقریبی در آن ایجاد می کند که باعث مکش اجسام سبک می شود.

شاید از دیدگاه کلاسیک دلیلی واضح برای این امر نباشد اما اگر کمی دقیق فکر کنیم می بینیم که ماده (هوا) بر خلا دافعه وارد می کند. صرفا به این دلیل که مقدار خلا در این مورد کمتر از ماده است.

حتی در زندگی روزمره بارها این امر را می بینیم:

بعد از خوردن آبمیوه اگر مکیدن را همچنان ادامه دهیم خلایی تقریبی در درون پاکت ایجاد می شود. به همین دلیل است که با تکرار این عمل پاکت چروکیده می شود.

فیزیک کلاسیک به سادگی این دو امر را با فشار هوا توجیه می کند اما همانطور که گفتم دلایل آن واضح و قاطع نیست.

آیا فشار هوایی که از گرانش بین ذرات ایجاد شده نباید فشاری گرانشی ایجاد کند؟

اگر اینگونه بود پاکت آبمیوه باید حجیم تر می شد!

تمام این قضایا نیز به صورت عکس توجیه می شوند. آزمایشی که به راحتی می توان برای این مورد طراحی کرد این است که:

درون پاکت آبمیوه ای را خلایی تقریبی ایجاد می کنیم. این پاکت را درون محفظه ای از خلا نگهداری می کنیم تا پاکت چروکیده نشود.

سپس آنرا به فضا منتقل می کنیم و یکی از فضانوردان بوسیله ی یک نی در خلا باید سعی کند تا در آن پاکت بدمد و آنرا از هوا پر کند.

طبق این دو مثال این امر یا امکان ناپذیر است و یا به نیروی زیادی احتیاج دارد.

بهتر است بگوییم که این سری از ایده ها قبلا به ندرت بیان شده اما یا به شکست انجامیده و یا در زمان خود توجهی به آن نشده است.

سالها قبل فرضیه ای با نام Vacuum fusion (گداختگی خلا) مطرح گردید. دلیل از بیان این فرضیه افزایش فشار گازها و تبدیل آنها به مایع یا فلز آنها بود.

آمار دقیقی در دست نیست که آیا این آزمایش به صورت کامل صورت گرفت یا نه.

اما واضح است که اگر از این طرح استفاده می شد به صورت باید و شاید جوابی دریافت نمی گردید.

زیرا طرح اولیه ی مفروض جارو برقی بود و در واقع محاسبه ای دقیق برای آن انجام نشد.

اگر این طرح با بیان امروزی نظریه ی VMR – PCR انجام شود بدون شک ارزان تر و بهتر از طرح پر هزینه ی Diamond Anvil Cell (DAC) خواهد بود.

زیرا دیگر نه احتیاجی به دو تکه سلول دایاموند بزرگ خواهد بود و نه لیزر و نیروی های بسیار بزرگ می خواهیم.

به هر حال به نظر می رسد طرح گداختگی خلا در فیزیک به موفقیت دست نیافت.

جالب تر اینکه به تازگی نسلی جدید از جاروبرقی های شرکت هوور (Hoover®) با این فناوری وارد بازار شده اند.

حتی با دست یافتن به این تکنولوژی می توان گرانشی مطلوب در سفینه های فضایی ایجاد کرد!

ثال بهتر سیاه چاله ها هستند:

طبق فرضیه های فعلی ستاره ای پیر بعد از چندین سال که جرمش را سوزاند (طی یک فرآیند هم جوشی) گرانش خود را از دست می دهد و به همین دلیل میدان مغناطیسی خودش بر خود آن غلبه می کند و در نتیجه آنرا چروکیده می سازد.

مگر طبق قوانین نیروی مغناطیسی یک جسم متناسب با جرم آن نیست؟

پس چطور هنگامیکه جرم کم می شود نیروی مغناطیسی آن دست نخورده قدرتمند باقی می ماند؟

بنابراین منطقی تر است بگوییم ستاره در حالت عادی در برآیند دافعه بین خلا و خودش تنها نیروی گرانشی قوی ای را ایجاد می کند.

هنگامیکه جرم خود را از دست داده نیروی کافی برای غلبه بر نیروی خلا را نخواهد داشت. بنابراین خلا آنرا چروکیده می سازد.

این طرح منطقی است اما شاید سوالاتی پیش بیاید از قبیل اینکه چرا خلا با اینکه خالی است این همه اثر دارد؟

شاید بتوان گفت با کشف ذرات پاد یک گام به عقب بر داشتیم زیرا تمام افکار نسبت به آنها منحرف شد. در صورتیکه اصلا آنها ضد ماده نبودند.

می دانیم ذراتی مانند آنتی نوترون و آنتی پروتون ها جرم دارند.

در واقع پاد هر چیزی باید خواص مخالف اصل را حمل کند. برای مثال جرم نداشته باشد. اشعه ای از خود گسیل نکند و رفتاری موج – ذره گونه نداشته باشد.

منطقی است که ضدماده امواج نوری از خود گسیل ندهد زیرا این خاصیت مواد است. حتی ضد ماده نباید از نیرو انرژی به عنوان دو عامل مادی تبعیت کند.

اما اینگونه نیست. آنها حتی اسپین هم دارند!!!

حال اگر خلا از ذراتی به این شکل تشکیل شده باشد به راحتی می توان (تا فعلا) این مسئله را رها کرد. تا اینکه ماهیت آنها دقیقا کشف شود.

حتی اگر ساختار آنها را بفهمیم شاید درک کنیم که اثر آنها در قوانین ما نیرو و انرژی معنا می دهد در صورتیکه شاید برای آنها اثری ناشناخته و متفاوت باشد.

سوال دیگر این است که چرا این ذرات طیف ندارند؟

اگر واقعا این ذرات ضدماده باشند دلیلی برای داشتن طیف هم نخواهند داشت.

نور سفید طیف ماده است که متشکل از تمام رنگ های مواد است.

ممکن است این ذرات نور سیاه بدهند که این برای ما غیر قابل درک خواهد بود و این نور ممکن است رنگهای مختلف ضد مواد را تشکیل بدهند (اگر این ضد مواد رنگی داشته باشند)!

به هر حال این نظریه منطقی تر است زیرا هنگامیکه به مرکز ثقل و ثابت شتاب گرانشی فکر می کنید هیچ توجیه مناسبی برای آنها نمی بینید.

چرا گرانش در مرکز هر جسمی تاثیر می گذارد؟

از نظر من که این موضوع باید سریعا بعد از طرح نقض می شد.

زیرا گرانش هوشمند نیست که به دنبال مرکزی ترین نقطه بگردد و قدرت خود را در آن نقطه مرکزیت بدهد.

طبق این نظریه ی جدید از آنجا که نیرو از خلا بر زمین (برآیند این نیروها) وارد می شود در هر نقطه از یک جسم یک مقدار ثابت نیرو وارد می شود.

● درباره ی شتاب گرانشی:

چرا تمام اجسام با یک شتاب ثابت سقوط می کنند؟ این سوالی است که تا امروز کسی جواب قطعی نداده بود و در این مورد تمام ایده ها تنها در حد فرضیه بیان شده اند.

این سوال را سوالات دیگری در فیزیک سخت تر می کند:

مگر جرم جسم متناسب با نیرو نیست؟ پس چرا یک جسم با جرم بیشتر دقیقا نیروی وارده ای برابر با یک جسم با جرم کمتر دارد؟

منطقی تر است که بگوییم از آنجا که برآیند نیروهای دافعه بین زمین و خلا است هر جسمی که نیروی سقوط خود را از این مقدار ثابت می گیرد با شتاب ثابتی نیز سقوط می کند.

بدین معنا که تفاوتی ندارد ما یک توپ یک گرمی را در نظر گرفته باشیم یا یک توپ یک کیلویی را!

در هر دو حالت شتاب سقوط آنها ناشی از برآیند نیرو بین دو عامل با مقادیر ثابت است. زمین (ماده) و خلا!

از آنجاییکه این نیرو ثابت است شتاب ایجاد شده از این نیرو نیز برای هر جرمی ثابت است.

حال حدس می زنم فکر هر کسی کمی متاثر از این ایده شد که ماده می تواند دفع کند اما جذب مستقیم ندارد. زیرا جذب خود متشکل از برآیند دو یا تعداد بیشتری دافعه است.

دو توپ را فرض کنید. با به هم زدن آنها می توان آنها را از هم دور کرد. اما تنها با یک میدان مغناطیسی می توان آنها را مستقیما جذب کرد و همانطور که می دانید مغناطیس مقوله ای جدا از گرانش است.

چندی پیش بود که در سایت پارس اسکای (بخش اخبار) مطلب زیر را خواندم:

آبهی اشتکار ، مدیر موسسه فیزیک و هندسه گرانشی از همین دانشگاه می گوید” می توان ازنسبیت عام برای توضیح کیهان در زمانیکه ماده آنقدر چگال شد که هیچ معادله ای نمی تواند آن را توضیح دهد استفاده کرد. ما برای نگاه به ورای این زمان و نقطه نیاز به معادلات و ابزار کوانتومی داشتیم که در زمان انیشتین در دسترس نبود.” وی با همکاری پژوهشگران دیگر مدلی را تهیه کردند که با دنبال کردن ردپای مهبانگ و عبور از میان آن به کیهان در حال چروکیده شدنی بر می خورد که فیزیکی مشابه کیهان ما داشت.

این گروه در تحقیق خود نشان دادند که قبل از مهبانگ یک کیهان در حال منقبض شدن وجود داشت که هندسه فضا زمان آن مشابه کیهان در حال انبساط ما بود.زمانیکه نیروهای گرانشی کیهان قبلی را به داخل می کشاند ، به نقطه ای رسید که خواص کوانتومی فضا زمان باعث می شوند گرانش حالتی دافعه داشته باشد نه جاذبه. اشتکار می گوید” ما با استفاده از اصلاحات کوانتمی معادلات کیهانشناسی انیشتین نشان دادیم که بجای یک انفجار بزرگ کلاسیک ، درحقیقت یک “واگشت کوانتومی” وجود داشته است. سناریوی واگشت کوانتمی بسیار واقع گرایانه بنظر می رسد.

این موسسه تقریبا نه ماه پیش (۱Q – ۲۰۰۶) به این موضوع رسید در حالیکه VMR – PCR این مطلب را از دو سال پیش (۴Q – ۲۰۰۳) بیان کرده بود.

در خبر می بینیم که تبدیل جاذبه به دافعه از اثرات کوانتومی فضا – زمان معرفی شده در صورتیکه VMR – PCR دلیل واضحی را برای این اثر ارائه می دهد:

در ریاضیات به صورت جدا هیچ گاه یک فضای سه بعدی توسط خطی تک بعدی خم نمی شود. اینشتین برای حل این موضوع تعریف جدیدی به نام فضا – زمان را ارائه داد.

اما باید گفت هنگامیکه یک فضا تک بعدی است (زمان) و فضای دیگر سه بعدی (فضا) ما حتی اجازه نداریم آنها را بررسی کنیم زیرا نقطه ی اشتراکی ندارند.

لازمه ی ترکیب آنها که انطباق آنهاست.

شاید این مطالب در اوایل قرن بیستم نیز مطرح شد اما اثبات اینشتین آزمایشی بود که در آن نور به سمت زمین منحرف شده بود و از آنجا که این یک دلیل تجربی محسوب می شد مستقیما نظریه را اثبات می کرد.

اما آیا واقعا انحراف فضا باعث تغییر مسیر نور می شود؟

با فرض اینکه خلا مملو از ضدماده باشد با ایجاد یک جرم این ذرات باید در اطراف جرم ایجاد شده چگال تر از دیگر نقاط شوند. همین افزایش چگالی باعث فعال کردن این ذرات بدون جرم (و بدون اثر در شرایط معمولی) می شود. این ذرات شروع به دفع کردن جرم که فضای آنها را اشغال کرده می کنند. (دقیقا مانند مثال پاکت آبمیوه که ذرات هوا می خواهند فضای اشغال شده توسط خلا را خود پر کنند)!

طبق قانون سوم نیوتن مبنی بر داشتن عکس العمل برای هر عملی ذرات جرم نیز شروع به دفع (عکس العمل) می کنند. مسلما این بار نتیجه برعکس مثال آبمیوه خواهد بود زیرا مقدار جرم در مقابل خلا اندک است.

البته برآیند این نیروها کم است که چنین شتاب گرانشی اندکی ایجاد می شود. به همین دلیل می توان بیشتر شدن چگالی زمین (کم شدن حجم) آنرا به مرور زمان و با افزایش شتاب گرانشی زمین دید که البته این مقدار نا محسوس است.

روابط زیر طریقه ی احتساب این نیرو و فرمول محاسبه ی نیرو ی خلا و ماده را نشان می دهد:

 

F = G x Mm x Me / Re^۲ 

Vacuum has no mass. The distance between vacuum and earth is ۰. So:

F = ma

Fe = ۵.۹۸ x ۱۰^۲۴ x (۳ x ۱۰^۸ – ۹.۸) = ۱۷.۹۳ x ۱۰^۳۲

Fv = ۵.۹۸ x ۱۰^۲۴ x ۳ x۱۰ ^۸ = ۱۷.۹۴ x ۱۰^۳۲

Fv – Fe = resultant = ۰.۰۱ x ۱۰^۳۲ = ۱۰^۳۰ (N)

This force creates the gravity acceleration constant.

S۰:

Fv = MC

Fe = M(C g)

 

این روابط نشان می دهند که شتاب گرانشی زمین حاصل برآیند نیروی ۱۰^۳۲ x ۱۷.۹۴ نیوتنی خلا بر زمین و نیروی ۱۷.۹۳ x ۱۰^۳۲ نیوتنی زمین بر خلا است. این برآیند به صورت تقریبی برابر با ۱۰^۳۰ نیوتن است.

نکات مهم دیگری که از این محاسبات بدست می آیند این است که دافعه خلا بر یک جسم برابر است با جرم جسم در سرعت نور و دافعه ی ماده بر خلا برابر است با جرم ماده در تفاضل سرعت نور و شتاب گرانشی (یا ضریب چروکیدگی ماده در نیروهای بالا).

توجه داشته باشید طبق این تعاریف از آنجا که نور در سرعت بی نهایت (مادی) قرار دارد شتاب آن نیز برابر با سرعت آن خواهد بود. بنابراین می توان تفاضل آنرا با شتاب گرانشی با در نظر گرفتن واحد شتاب انجام داد.

توجه داشته باشید که اینشتین به این دلیل شتاب را در نسبیت خاص تعریف نکرد زیرا اعتقاد داشت نور بالاترین سرعت است و حتی با دادن نیروی بیشتر سرعت آنرا بیشتر نمی کنیم .

می دانیم که اگر نوری از اتمسفر وارد خلا شود به سرعت اولیه ی خود شتاب می گیرد.

حتی امروزه ذراتی با نام تاکیون ها به فیزیک معرفی شده اند که این خود نشان می دهد نور آخرین سرعت را دارا نیست.

همچنین می دانیم که طبق نسبیت خاص و هم ارزی جرم و انرژی اگر ماده ای به سرعت نور شتاب بگیرد مقدار جرم بیشتری از آن به انرژی تبدیل می شود. در پدیده ی انتقال به آبی نیز نور بر اثر نیروی زیاد یک میدان گرانشی قوی منحرف به سمت جرم مرکزی می شود و طیف آن متمایل به آبی می گردد که این نشان دهنده ی افزایش انرژی در آن است.

VMR – PCR با این مقدمه نتیجه گیری می کند که:

الف) نور صورتی کامل از انرژی نیست و در آن جرم نیز وجود دارد.

ب) سرعت نور سرعت نهایی نیست.

ج) در پدیده ی انتقال به آبی انرژی و در نتیجه سرعت نور بیشتر می گردد.

همچنین این نظریه بازه ی نور را طبق محاسبات زیر معرفی می کند (در قالب نوری و پیرو قوانین نسبیتی و نه تاکیونی و فرا نسبیتی):

سرعت ۳۰۰۱۹۵۰۲۵.۶۸۵۷۴۰۰۴ متر بر ثانیه آخرین سرعت یک ذره – موج در قالب نوری می باشد اگر که سرعت خلا در نور ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ متر بر ثانیه باشد.

به همین دلیل است که نمی توان خواص نور را در کل موجی دانست زیرا کلا از انرژی نیست و به دلیل حمل مقداری جرم خواص ذره ای نیز دارد.

این نسبت باید تا حدی باشد که سرعت مجذور نور تقریبا سرعت بی نهایت باشد.

نهایت سرعت نور از رابطه ی زیر و بر طبق شکل بالا بدست می آید:

از آنجاییکه اگر ضلع پایینی مثلث سمت چپ بر ضلع پایینی مستطیل (FG) منطبق باشد خط D در سرعت C = ۳ x ۱۰^ ۸ (m/s) قرار دارد نتیجه می گیریم که DC = ۲۷۰۷۰۰۰ و حال که فرض کرده ایم طول قطر مستطیل ثابت است و با تغییر زاویه تغییر نمی کند پس طول پاره خط DC نیز ثابت و برابر با Sin &#۹۵۲; در DC و بنابراین سرعت در D برابر است با C بعلاوه ی اندازه ی DC . ]حل: نوید حقیقت[ .

در صورتیکه:

الف) &#۹۵۲; زاویه ی ایجاد شده بالای قطر مستطیل باشد.

ب) در هر مستطیل با رسم قطر زوایای قائمه (رئوس) آن به دو زاویه ی ۷۰ درجه (بالای قطر) و ۲۰ درجه (پایین قطر) تقسیم شود.

آنگاه =>

 

Vc (max) = C + Sin &#۹۵۲; (C – Vl)

 

که در Vl آن سرعت نور در خلا برابر با ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ متر بر ثانیه و C ثابت تقریبی سرعت نور برابر با ۳ x ۱۰^۸ متر بر ثانیه و Vc (max) بالاترین سرعت یک ذره – موج در قالب نوری می باشد.

دو نکته در این مسئله حائز اهمیت است:

۱) طبق یکی از نظریه های اینشتین سرعت اثر گرانش برابر با سرعت تقریبی نور (نه سرعت خود نور در خلا) است که فرضیه ی همیشگی بودن اثر گرانش نیوتن را با اثباتی که از سوی کیهان شناسان در سال ۲۰۰۴ – ۲۰۰۲ صورت گرفت نقض می کند. به همین دلیل ما در این محاسبه بین دو سرعت تقریبی نور و سرعت نور در خلا تقاوت قائل شده ایم.

۲) در فرمول بدست آمده اصل تقدم ضرب بر جمع باید رعایت شود تا جواب صحیح بدست بیاید.

و بنابراین در این مدل هنگامیکه به سرعت مجذور نور (تقریبی) برسیم آنگاه گرانش در ما اثری نخواهد داشت و اثر زمان چندین برابر اثر معمولی آن بر ذره ای با چنین سرعتی خواهد بود.

بنابراین ذره ای با این سرعت به آینده سفر خواهد کرد. (در این سرعت شتاب برابر با تندی است).

همچنین عکس این مطلب نیز صادق است که اگر با چنین سرعتی در سفر باشیم و ناگهان چنان شتاب منفی ای پیدا کنیم که در یک ثانیه سرعتمان به صفر برسد (اصطلاحا سرعت منفی بگیریم) از زمان جا خواهیم ماند و به ذشته خواهیم رفت. (البته این بدان معناست که دیگران طبق زمان معمول می روند و ما در گذشته جا می مانیم و تنها از نظر افرادی که در زمان معمولی هستند به گذشته رفته ایم اما برای خود ما بازه ی زمانی مشخصی تکرار خواهد شد).

به همین دلیل است که کسی از آینده به گذشته نمی آید. زیرا با سفر به گذشته در بازه ی زمانی خاصی (از همان جا که سفر را شروع کرده ایم) زندانی خواهیم شد. نه به عقب می رویم و نه به جلو!

اما سفر به آینده امکان پذیر است.

از این مسائل که بگذریم باید به موضوع هم ارزی نیرو و انرژی و ارتباط آن با گرانش پرداخت.

همانطور که دیدید VMR – PCR هم نظریه ی اینشتین مبنی بر انرژی بودن ماهیت گرانش را می پذیرد و هم اثرات نیروی گرانش نیوتن را قبول دارد بنابراین سعی در ترکیب آنها دارد.

این دید ترکیبی به صورت زیر است:

۱) هنگامیکه جرمی سرعت می گیرد به نسبت سرعت جرم آن به انرژی تبدیل خواهد شد. به طوریکه اگر جرم جسمی در حالت سکون M باشد در سرعت V برابر با m خواهد بود که در آن M>m و نسبت M به m متناسب با سرعت و انرژی ایجاد شده می باشد.

۲) در فرآیند تبدیل جرم به انرژی جرم مستقیما به انرژی تبدیل نمی شود بلکه ابتدا به نیرو و سپس به انرژی تبدیل می شود.

۳) ماهیت گرانش از ترکیب دو عامل انرژی و نیرو ایجاد شده است. بر همین مبنا (در مدل مشخص شده) هنگامیکه سرعت جسمی صفر است شتاب لازم برای حرکت آن جسم تنها تابع نیروهای وارده است زیرا عامل انرژی در سرعت های بالا فعال است. بنابراین می توان گفت که اگر نور در خلا به صورت طبیعی حرکت کند عامل آن بیشتر نیرو خواهد بود تا انرژی و در هنگام انتقال به آبی نیروی بیشتری به انرژی تبدیل می شود.

۴) رابطه ی هم ارزی نیرو و انرژی به صورت زیر است: (به یاد داشته باشید که در ابتدا ما شتاب را در نسبیت تعریف و توجیه کرده ایم):

 

E x a = F x C^۲ ó E x g = F x C^۲

 

اما نیروی گرانش (وزن) همچنان با قبل تفاوتی نخواهد داشت:

 

Fv = MC 

Fm = M (C g)

Fg = Fv – Fm

Fg = MC – MC – Mg

è Fg = W = Mg

 

۵) محیطی که چنین پدیده هایی (افزایش انرژی) در آن توسط گرانش رخ می دهد محیط دوگانه ی انتشار می نامیم:

۶) اگر جسمی به سرعت مجذور نور برسد تماما از انرژی خواهد بود و به همین دلیل تماما خاصیت موجی خواهد داشت. در این سرعت گرانشی برای جسم وجود نخواهد داشت. زیرا طبق مدل در این سرعت جسم از محیط دوگانه ی انتشار عبور کرده بنابراین دیگر محیط اثر گرانشی برای آن نخواهد بود.

۷) نسبت نیرو به انرژی در فرمول E x a = F x C^۲ ó E x g = F x C^۲ برابر است با:

 

M = F/a 

a = g è M = F/ [G (Me/Re^۲)

E = (F x Re^۲ x C^۲)/ (G x Me)

è E ≈ F (۹.۱۸ x ۱۰^۱۵)

 

یعنی هر ژول انرژی تقریبا معادل ۹.۱۸ x ۱۰^۱۵ نیوتن است! این عدد را ثابت هم ارزی می نامیم.

حال VMR – PCR چگونه اثبات می کند که انرژی نیز عاملی در ماهیت گرانش است؟

یک دلیل تجربی ویژه برای اثبات این مطلب وجود دارد که علاوه بر اثبات اینکه دافعه ی خلا متناسب با دافعه ی ماده است اثبات می کند که انرژی یکی از عوامل ماهیت گرانش نیز هست.

اما تجربیات چیز دیگری را نشان می دهند. شکل زیر مقادیر انرژی لایه های یک اتم اورانیوم است:

همانطور که می دانید بین اتم و اولین لایه ی الکترونی و همچنین بعد از آخرین لایه ی الکترونی خلا وجود دارد. طبق تعاریف گفته شده باید فرآیند دفع در آنها نیز صورت بگیرد و طبق قوانین باید در نزدیکترین نقطه به منبع دفع ماده اثر گرانش باید برابر با اثر گرانش در نزدیک ترین نقطه به منبع دفع خلا باشد و فاصله ی میانگین بین آنها باید از اثر گرانش بیشتری برخوردار باشد.

می بینید که در شکل بالا لایه های آخر و اول انرژی یکسانی دارند. در صورتیکه طبق مدل اتمی بور اگر الکترونی بخواهد به لایه ی بالاتری برود باید انرژی بیشتر داشته باشد. بنابراین لایه ی آخر الکترونی قطعا باید از لایه ی اول الکترونی طبق فرمول ذکر شده انرژی بیشتری داشته باشد.

اما همانطور که می بینید در طبیعت این مورد نیز از VMR – PCR پیروی می کند.

دقیقا لایه ی چهارم که لایه ی میانی هست نیز از انرژی بیشتر برخوردار است!

بنابراین متوجه می شویم گرانش ماهیتی دوگانه از عوامل انرژی و نیرو دارد و تبادل ذره و گراویتونی در کار نیست. (اگر ذرات خلا را گراویتون بنامیم آن وقت تمام اثرات را باید به آنها نسبت دهیم در صورتیکه می دانیم ذرات خلا بدون وجود ذرات ماده در اطراف خود گرانشی ایجاد نمی کنند و می دانیم که ذرات در هر دو طرف ثابت اند و حرکت نمی کند تنها یکدیدگر را دفع می کنند. ذراتی که در این فرآیند دفع حرکت می کنند را در بخش بعد بررسی می کنیم).

بر همین مبنا پیش بینی می کنیم که در زمین نیز هسته بیشترین گرانش را ندارد بلکه فاصله ی میانی بیشترین گرانش را دارد. (فاصله ی میانی به صورت تقریبی = فاصله ی آخرین لایه جو از زمین بعلاوه ی شعاع زمین تقسیم بر دو). بنابراین طبق این مدل اگر از نقطه ی میانی به زمین نزدیک شویم گرانش بیشتر خواهد بود تا اگر به همان اندازه به خلا نزدیک شویم:

همانطور که گفتیم حال قصد داریم ذراتی را که در این فرآیند حرکت می کنند و تنها رد می شوند و نه بدل بررسی کنیم. (چون برآیند از سمت خلا به ماده است بنابراین تنها ذراتی ترکیبی بر جو زمین سقوط می کنند).

حتی اگر این موضوعات (دفع خلا و ماده) با اختراع جاروبرقی کشف نشده بودند باید با بیان تشعشات چرنکوف مطرح می شدند.

جالب است که از سال ۱۹۲۷ دانشمندان اظهار دارند که ماهیت پرتوهای کیهانی را کاملا شناخته اند. اما چگونه امکان دارد که پرتوهایی که خود از اتم های هیدروژن (۹۶ درصد) و هلیم (یک درصد) و کربن – نیتروژن – اکسیژن – فلئور و ذرات پروتون (۹۶ درصد) – ذرات آلفا (۳ درصد) – پرتوهای گاما – الکترون – پوزیترون و نوترینو تشکیل شده اند در برخورد با اتم های تشکیل دهنده ی جو آنها را تجزیه کنند؟

طبق فرضیه ها پرتوهای کیهانی با برخورد به هسته ی اتم های جوی به مقدار تجزیه شده ای از خود + ذرات بنیادی هسته + نوترینو و چند نوع مزون (پاد – مجازی – مثبت) تبدیل می شوند.

در صورتیکه در شیمی هر اتمی پروتون را دفع می کند – در برخورد با هیدروژن هایبرید می شود و با بمباران هلیم یا ذرات آلفا دو عدد اتمی و چهار اتم جرمی به آن اضافه می شود.

در هیچ کدام از این فرآیندها نیز هیچ ذره ای با انرژی بالا بوجود نمی آید.

اینجاست که متوجه می شویم تعریف ما از پرتوها کیهانی دقیق نبوده است.

بنابراین احتمال می دهیم با برخورد این ذره به اتم های جوی آنها بیشتر به اتم های سبک تر و چند نوع ذره ی بنیادی تبدیل می شوند.

گازهای دیگر که خود در جو موجود هستند و ممکن است طی فرآیندهای شناخته شده با این مواد ترکیب شوند.

پرتوهای چرنکوف در دنباله ی این ذرات نشان دهنده ی سرعت فرانور آنهاست و پرتوهای کیهانی نیز تشکیل شده از پرتوهایی هستند که پس از برخورد با اتمهای جوی تشکیل شده اند.

فرآیند بالا به راحتی توسط امواج هادرونیک نیز قابل اثبات است.

بعد از بیان فرمول پرتوهای کیهانی و ایجاد فرآیند هادرونیک جوابی برای این قضیه نبود که چرا مقداری از پرتوهای کیهانی بر روی اولین ذرات جوی تاثیر می گذارند و مقداری از آنها از این مواد عبور کرده و به مراحل بعدی می رسند. اما پرتوهای کیهانی هیچ گاه به زمین نمی رسند؟

بعد از مدتی دانشمندان متوجه شدند انرژی این پرتوها در فرآیندی به نام امواج هادرونیک(Hadronic cascades) تبدیل به ذرات و امواج مختلف می شود و به همین دلیل کل پرتو دیگر انرژی رسیدن به زمین را ندارد و قسمت زیادی از آن در راه تجزیه به بسته های جزئی تر انرژی و ماده شده است.

مدل امواج هادرونیک به صورت زیر است:

اما این دانشمندان نتوانستند متوجه شوند که چرا با اتمام این فرآیند و تجزیه ی جز به جز پرتو چرا هنوز اشعه ی چرنکوف مسیر خود را ادامه می دهد؟

در واقع اینکه انرژی این پرتو از کجا تامین می شد؟

این مطلب را به صورت تاکیونی توجیه می کند:VMR – PCR

در این توجیه طبق شکلی که در ابتدای موضوع بیان کردیم ذره ای به نام (&#۹۴۹;) با سرعت C^۲ در دنباله ی خود به دلیل سرعت بالا اشعه ی چرنکوف ایجاد می کند و این ذره در برخورد با اتم ها جوی با ایفای نقشی نیمه کاتالیزگر از پرتوی چرنکوف در دنباله ی خود (در دنبال اشعه ی چرنوکوف) پرتوهای کیهانی را ایجاد می کند.

بنابراین این ذرات چیزی از خود مصرف نمی کنند و اگر هم بکنند طبق این محاسبات نباید اثری در خود آنها ایجاد شود:

این محاسبات نشان می دهند که در این ذرات m = E = F = V = ∞ زیرا این ذرات باید بر فراز جو (زوایای ۱۸۰ و ۳۶۰) سقوط کنند که کتانژانت این زوایا تعریف نشده است. مقادیر صورت طبق فرمول صفر شده و مخرج نیز تعریف نشده است بنابراین مقادیر برای این ذره تعریف نشده (بی نهایت) می باشد. از آنجاییکه بی نهایت نیز برای ما مشخص نیست تقریبا تعریف نشده است.

می دانیم که سرعت این ذره در نهایت است و سرعتی بالاتر از آن نداریم. پس زمان نیز در این سرعت برای جسم تعریف نمی شود و در واقع در نهایت است. بنابراین تمام عوامل دیگر از جمله نیرو و جرم و انرژی برای این ذره بی نهایت (تعریف نشده) می شوند.

مثال قابل درک تر این است که:

اگر دو ماشین با سرعت تقریبا یکسان به یکدیگر برخورد کنند تکه های خرد شده ی آنها در زوایای خاصی نسبت به زاویه ی روبرویی دو ماشین و با سرعتی بیشتر از سرعت دو ماشین به اطراف پرتاب می شوند.

همین موضوع به همین شکل برای مواد اتفاق می افتد. نیروی دفع خلا با سرعت تقریبی نور و نیروی دفع ماده با سرعتی کمی پایین تر به هم برخورد می کنند. از آنجا که برآیند دافعات به سمت زمین است ذرات حاصل از برخورد با سرعتی بیشتر از نور بر فراز جو زمین سقوط می کنند.

مثال تجربی دیگر بمباران اتم بوسیله ی نوترون است. یک نوترون و یک اتم با سرعتی کم به هم دیگر برخورد کرده و از آنها امواجی ساطع می شود که سرعت نور را دارند.

حتی اینگونه می فهمیم که تفاوتی بین تولید اشعه ی چرنکوف در پدیده های چرنکوف و بزامشتراهلونگ نیست.

زیرا اثر چرنکوف مثال مایکروسکوپیک این اثر (تولید این اشعه ها در اتمسفر سیارات) است و اثر بزامشتراهلونگ مثال میکروسکوپیک این اثر (تولید این تشعشات در اتم ها) می باشد.

این اشعه ها به این دلیل در سیارات بدون جو دیده نمی شود که ذرات نام برده توانایی شکست و تجزیه ی عظیم سطح سیاران خاکی بدون جو را ندارند.

لازم به ذکر است که طبق این فرآیند انرژی تمام ذرات پر انرژی ای که در یک ثانیه به جو زمین وارد می شوند نباید بیشتر از ۱.۹۵ x ۱۰^۱۷ ژول باشد. (دافعه ی زمین تقسیم بر ثابت هم ارزی)!

همچنین این تشعشعات در اتم های سبک دیده نمی شوند زیرا در آنها لایه های الکترونی و در واقع پدیده ی دافعه ی خلا و ماده و در نتیجه انتشار ذرات پر سرعت و پر انرژی کمتر است.

البته طبق قوانین این پرتوها در اتم های سبک نیز وجود دارند اما به دلیل مقدار کم به سختی دیده می شوند.

با بیان این مطلب چکیده ای از دیدگاه جدید تئوری VMR – PCR را بیان کردیم.

این تئوری هنوز به طور قطعی اثبات نشده و در حال معرفی شدن به مجامع علمی است.

سیییییاه چاله!

سیاهچاله

به طور مختصر، سیاه چاله قسمتی از فضاست که جرم بسیار زیادی در آن متمرکز شده است و هیچ جرمی در مجاورت آن نمی تواند از گرانش آن بگریزد. در حال حاضر بهترین نظریه در مورد گرانش، نظریه ی نسبیت عام اینشتین است. ما نیز برای درک بهتر جزئیات سیاه چاله ها باید به برخی نتایج نسبیت عام رجوع کنیم. اما بیایید با تفکر در مورد گرانش در محیط های عادی و در سطوح ساده شروع کنیم.

فرض کنید که بر روی سطح یک سیاره ایستاده اید و یک سنگی را به بالا پرتاب می کنید. فرض کنید که آن را زیاد پر قدرت پرتاب نکرده اید. سنگ برای مدت کوتاهی به بالا حرکت می کند، اما پس از مدتی شتاب گرانش سیاره آن را مجبور به سقوط می کند. اگر شما سنگ را آنچنان پر قدرت پرتاب کنید که از گرانش سیاره کاملا رها شود، برای همیشه به بالا رفتن خود ادامه می دهد. سرعتی که شما نیاز دارید تا به سنگ بدهید و از گرانش سیاره رهایش کنید سرعت گریز نامیده می شود.

همان طور که می دانید سرعت گریز سیاره به جرم آن بستگی دارد. اگر سیاره چگال باشد، گرانش آن بسیار قوی خواهد بود، و سرعت گریز بالا می رود. اما یک سیاره ی سبکتر سرعت گریز کمی خواهد داشت. سرعت گریز همچنین به فاصله از مرکز سیاره نیز بستگی دارد. هر چقدر که به مرکز سیاره نزدیکتر باشید سرعت گریز شما بیشتر خواهد شد. سرعت گریز زمین ۱۱.۲ کیلومتر بر ثانیه است. در حالی که سرعت گریز ماه فقط ۲.۴ کیلومتر بر ثانیه است.

حال قسمتی از فضا را در نظر بگیرید که حاصل تمرکز عظیمی از جرم با شعاع کم است که سرعت گریز آن بالاتر از سرعت نور است. در حالی که هیچ چیز نمی تواند بالاتر از سرعت نور حرکت کند، هیچ چیزی نمی تواند از گرانش آن بگریزد. حتی یک باریکه ی نور نیز نخواهد توانست از گرانش آن بگریزد و به سوی آن برمیگردد.

ایده ی چنین تمرکز جرمی که آنقدر چگال باشد که حتی نور در آن گیر بیفتد مربوط به لاپلاس در قرن ۱۸ می باشد. در حقیقت بلافاصله بعد از اینکه اینشتین نسبیت عام خود را بسط داد کارل شوارتز شیلد راه حلی ریاضی را که مربوط به معادله ی نظریه ای که این جرم را توضیح می داد کشف کرد.

کمی بعد تلاش افرادی چون Oppenheimer، Volkoff و Synder در سال ۱۹۳۰ بود که باعث شد مردم جدی تر در مورد امکان وجود چنین جرمی در عالم فکر کنند. این تحقیقات نشان می دهد که موقعی که یک ستاره ی چگال سوخت خود را تمام می کند نمی تواند خود را در مقابل گرانش خود حفظ کرده به یک سیاه چاله تبدیل می شود.

در نسبیت عام، گرانش باعث ایجاد خمیدگی در فضا – زمان می شود. اجرام چگال باعث ایجاد خمیدگی در فضا و زمان می شوند. بنابراین قوانین معمولی هندسه را در این موارد نمیتوان به کار برد. در کنار یک سیاه چاله این خمیدگی فضا به مراتب بیشتر است و همین باعث می شود که سیاه چاله خواص عجیبی داشته باشد.

یک سیاه چاله چیزی دارد که به خط افق اتفاق (event horizon) مشهور است. این سطحی کروی شکلی است که مرز سیاه چاله را تعیین می کند. شما می توانید وارد آن شوید اما دیگر نمی توانید برگردید. به محض اینکه وارد افق شوید محکوم به نزدیک شدن به مرکز سیاه چاله بدون هیچ توقفی خواهید بود.

می توان گفت که خط افق جایی است که در آن سرعت گریز برابر سرعت نور است. بیرون از افق سرعت گریز کمتر از سرعت نور خواهد بود. پس اگر شما موشک های خود را به سختی به کار بگیرید می توانید از آن رها شوید. اما اگر داخل افق باشید هر چقدر هم که موشک های شما قوی باشند نمیتوانید از آن بگریزید.

خط افق خواص هندسی عجیبی دارد. برای مشاهده کننده ای که جایی دور از سیاه چاله نشسته، خط افق مانند یک کره ی بسیار زیبا و ساکن و بدون هیچ حرکتی جلوه می کند. اما هنگامی که به آن نزدیکتر می شوید در می یابید که سرعت بسیار زیادی دارد. در حقیقت این افق با سرعتی برابر سرعت نور به بیرون حرکت می کند.

این بیان می کند که چرا ورود به افق بسیار آسان است. اما خروج از آن ممکن نیست. در حالی که افق با سرعت نور به خارج حرکت می کند برای خارج شدن از آن باید با سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت کرد. اما چون نمیتوان بیش از سرعت نور حرکت کرد پس نمیتوان از آن خارج شد.

هنگامی که شما در افق هستید، فضا زمان آنقدر منحرف می شود تا جایی که مختصاتی که فاصله ی شعاعی شما را نشان می دهد با زمان تغییر وظیفه می دهد. همان r که نشان می دهد چقدر از مرکز فاصله دارید مثل زمان کار خواهد کرد. یک پیامد آن این است که شما نمی توانید از نزدیک شدن به مرکز جلوگیری کنید. همانطور که در دنیای عادی نمی توانید جلوی آمدن آینده ی خود را بگیرید.

(با این تفاوت که در سیاه چاله r کمتر می شود یعنی فاصله ی شما از مرکز کمتر می شود و در دنیای عادی t یا زمان زیاد تر می شود.) در حقیقت شما مجبورید که به مرکز یا r = ۰ بروید . شاید سعی کنید که با روشن کردن موشک های خود ای کار را انجام بدهید اما این کار نیز بی فایده است: به هر طرف که بدوید نمی توانید از آمدن آینده ی خود جلوگیری کنید. تلاش برای برگشت بعد از وارد شدن به افق مانند تلاش برای جلوگیری از آمدن پنجشنبه ی بعد خواهد بود.