Tag: بیگ بنگ

نظریه‌های کیهان‌شناسی اغلب درباره آغاز گیتی، روند تکامل کیهان و حتی مرگ و فرجام آن صحبت می‌کنند. آیا گیتی تا ابد وجود خواهد داشت؟ یادداشتی از عرفان کسرایی، پژوهشگر دکتری فلسفه کیهان‌شناسی در دانشگاه بن آلمان.

لینک این مطلب در وبسایت دویچه وله فارسی

عرفان کسرایی|

آماده شدن تلسکوپ فضایی جیمز وب برای شکار امواج فروسرخ، کشف ستاره صبحدم و احتمال وجود جهان پادماده‌ای که زمان در آن رو به عقب می‌رود، از جمله موضوعاتی هستند که عرفان کسرایی، پژوهشگر حوزه علم و فناوری، به آن پرداخته است

عرفان کسرایی| مجله دانستنیها، اردیبهشت ۱۳۹۳

یکی از مناقشه برانگیز ترین تعاریف در حیطه‌ی مسائل مربوط به علم، مفهوم سواد علمی است . اما به راستی “سواد” چیست؟ توان خواندن و نوشتن و محاسبات ساده ریاضی، بهره مندی از دانش عمومی و اطلاعات سطحی ،یا در اختیار داشتن دانش تخصصی و عمیق؟ نتایج یک پژوهش در دانشگاه هاروارد نشان می دهد که کمتر از ده درصد کارشناسان ارشد می توانند توضیح دهند چرا هوا در تابستان، از زمستان گرمتر است. یا در پژوهش دیگری که در دانشگاه جرج ماسون انجام شده، بیش از پنجاه درصد دانشجویان کارشناس ارشد نتوانستند فرق بین اتم و مولکول را به درستی تعیین کنند. در نمونه ای دیگر رابرت هازن* از بیست و چهار فیزیکدان و زمین شناس دارای مدرک دکترا خواست تا تفاوت بین دی ان ای و آر ان ای را توضیح دهند. تنها ۳ نفر از پس این پرسش برآمدند.

اما در مجموع خطر افراد کم سواد ، در توسعه و ترویج شبه علم به مراتب بیشتر از خطر افراد بی سواد مطلق است. افراد در رده کم سواد به نوعی خوشه چینان علم هستند. اما عموماً سهمی در تولید علم ندارند ولی ممکن است علی الاصول به مقوله “علم” ، پیگیری اخبار علمی و … علاقه مند باشند. اما مشکل اینجاست که اغلب، سرنای علم را از سر گشاد آن میزنند. آنها راجع به کرمچاله ها، جهان های موازی، سفر در زمان، بوزون هیگز، شبیه سازی و مساله سلولهای بنیادی، بیگ بنگ و … چیزهایی شنیده اند و بصورت پراکنده اینجا و آنجا راجع به آنها مطلب خوانده اند. سپس این تصور برایشان پیش آمده که همه‌ی اینها را “می دانند” .
این تصور کاذب ، خطر بزرگی برای ترویج شبه علم است. چون فرد بصورت نیم بند و آماتوری ، حاصل درک خودش از یک موضوع را به دیگران منتقل می کند. نه آن چیزی که واقعاً باید باشد.
مثلاً بسیاری از افراد که حتی کمترین آشنایی با الفبای نظریه کوانتومی در فیزیک جدید ندارند تا جایی که دلشان بخواهند از این نمد برای خود کلاه درست می کنند.
تصور کنید فردی علاقمند به علم، جایی خوانده که وضع گربه‌ی شرودینگر تا زمانی که در جعبه باز نشود بلاتکلیف است و تا زمان مشاهده معلوم نیست واقعیت چه خواهد شد. ممکن است این فرد تصور کند به همین منوال، ماه در آسمان نیز تا زمانی که مشاهده نشود وجود ندارد. سپس حاصل درک خودش را برای سایرین تعریف کند. مثلاً بگوید: می دانستید که فیزیک کوانتوم می‌گوید تا زمانی که به ماه نگاه نکنی ماه در آسمان نیست و به محض نگاه کردن به وجود می آید؟ این درک اشتباه چه از روی ناآگاهی باشد چه برای فضل فروشی، زمینه ترویج شبه علم در جامعه را فراهم می نماید.

*Robert M. Hazen

فایل پی دی اف این مقاله در مجله دانستنیها

عرفان کسرایی| مجله دانستنیها، آذر 1394

یکی از بزرگترین پرسش‌های کیهان‌شناسان، فهم و توضیح رویدادهای آغاز کیهان است. ایده‌ی اصلی کار آنها، مانند چک دوباره‌ی صحنه‌های ضبط شده توسط دوربین ورزشگاه‌هاست. برای تحلیل دقیق یک رویداد و این‌که متوجه شویم در یک لحظه‌ی‌ به‌ خصوص چه اتفاقی افتاده، باید فیلم را به عقب برگرداند، البته در مورد کیهان، دوربینی در کار نیست و این معادلات ریاضی و مدلسازی‌ها هستند که وقایع لحظات آغازین کیهان را به ما نشان می‌دهند. پایه‌ی بسیاری از مدل‌های کیهان‌شناسی، نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین است که در سال ۱۹۱۵ مطرح شد. «الکساندر فریدمان» در سال ۱۹۲۳ ،به حل معادلات اینشتین برای زمانی مشخص در ابتدای شکل‌گیری کیهان دست یافت. نتیجه‌ی کار او نشان می‌داد جهان در لحظات اولیه چگالی بسیار زیادی داشته، چیزی مثل تَکینِگی در مرکز یک سیاهچاله. همچنین طبق یافته‌ی فریدمان، دمای جهان در آغاز، بسیار زیاد و در حد ۱۰ به توان ۳۲ کلوین بوده‌ است. چیزی که بعدها «انفجار بزرگ » یا «بیگ بَنگ » نامیده شد.

فایل پی دی اف متن کامل این مقاله در مجله دانستنیها

 عرفان کسرایی|ماهنامه دانشمند، شماره ۶۴۵

 اگر به فیلم های علمی علاقمند باشید احتمالا فیلم نظریه‌ی همه‌چیز با موضوع زندگی شخصی و علمی استیون هاوکینگ را دیده اید. اما نظریه همه چیز چیست؟ آیا نظریه ی همه چیز وجود دارد یا می تواند وجود داشته باشد؟ در قرن ۱۹ میلادی به نظر می رسید چیزی برای کشف و نظریه پردازی در فیزیک باقی نمانده است. تقریبا همه چیز اینطور به نظر می رسید که پرونده فیزیک در حال بسته شدن است و بشر به فهم کاملی از طبیعت دست یافته است. انسان می دانست که نیرویی که باعث افتادن سیب از درخت می شود همان نیرویی است که باعث گردش ماه به دور زمین می شود. ماشین های بخار ساخته می شد و خیلی چیزهای دیگر. بسیاری بر این عقیده بودند که به زودی مسایل باقی مانده نیز حل شده و پرونده فیزیک به کلی بسته خواهد شد و دیگر چیز تازه ای برای فهمیدن از طبیعت وجود ندارد.

گرانش کوانتومی – راز بزرگ فیزیک

همه ما گرانش و  آثار ناشی از آن را می شناسیم. زمانی که اشیاء را رها می کنیم می بینیم که به سوی زمین حرکت می کنند و یا همه ما بر حسب تجربه می دانیم که دویدن به سمت بالای تپه به مراتب سخت تر از دویدن به پایین آن است. با این وجود آثار ناشی از گرانش از دید یک فیزیکدان بسیار فراتر از این دست مثال های ساده و دم دستی است. نقش گرانش در مقیاس اشیاء بسیار بزرگ ؛ خیلی مهم تر هم می شود. این نیروی گرانش است که سبب گردش زمین به دور خورشید و یا گردش ماه به دور زمین است. این گرانش است که باعث می شود مثلا خورشید به دور مرکز کهکشان راه شیری در گردش باشد. گردشی طولانی که با سرعت ۲۲۰ کیلومتر بر ثانیه چیزی در حدود ۲۵۰ میلیون سال طول می کشد. در طبیعت ۴ نیروی بنیادی وجود دارد. گرانش، الکترومغناطیس و نیروی هسته ای ضعیف و قوی. از دیدگاه فیزیکدانان ، عمومیت داشتن گرانش (یعنی اینکه همواره به صورت جاذبه عمل می کند) آن را از ۳ نیروی دیگر متمایز کرده است. مثلا در  مقایسه با نیروی الکتریکی میان اجسام باردار . می دانیم که بارهای الکتریکی دو نوع هستند. مثبت و منفی. بنابراین نیروی الکتریکی می تواند برای بارهای ناهمنام به صورت جاذبه ظاهر شود  و برای بارهای همنام به صورت دافعه.

در حالی که نیروی گرانش فقط به صورت جاذبه وجود دارد و اتفاقا به همین دلیل است که گرانش برای کیهان شناسان از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. اگر می توانستیم در زمان به عقب سفر کنیم و به عبارتی به زمانهای اغازین شکل گیری جهان یعنی نزدیک بیگ بنگ بر گردیم چهار نیروی بنیادی طبیعت با یکدیگر ادغام می شوند. اگر این امکان وجود داشت که در زمان تا لحظه بیگ بنگ به عقب بر گردیم  و آغاز جهان را شبیه سازی کنیم گرانش اولین نیرویی است که بعد از بیگ بنگ، بصورت دقیق تر در زمان پلانک یعنی ۱۰ به توان منفی ۴۳ ثانیه پس از انفجار بزرگ، اعلام استقلال کرده و به عنوان یک نیروی مستقل جدا می شود. پس از گرانش به ترتیب نوبت به نیروی هسته ای قوی می رسد و بعد هم نیروی هسته ای ضعیف و دست آخر نیروی الکترومغناطیس. فیزیکدانان می گویند ادغام سه نیرو همگی با نظریه ی کوانتوم تبیین می شود. تمام تلاش ها برای اراﯬ نظریه همه چیز در این راستاست که این نیروی چهارم یعنی گرانش را تبیین کند. اولین قدم برای انجام چنین کاری ، متحد کردن فیزیک کوانتومی با نظریه ی گرانش است. به عبارت ساده تر به وجود آوردن یک نظریه ی گرانش کوانتومی! یعنی همان چیزی که در فیلم اینترستلار شخصیتی به نام پروفسور براند  ۴۰ سال برای حل آن زمان صرف کرده بود.

آیا نظریه همه چیز ممکن است؟

قوانین فیزیک که به عنوان قوانین بنیادی طبیعت شناخته می شوند ابزار اصلی علم فیزیک هستند. این قوانین شامل معادلاتی ریاضی هستند که رفتار ماده به صورت ذرات بنیادی  را تبیین می کنند.  کیهان شناسان سالهاست که در پی ایجاد وحدت بین فیزیک کوانتومی و نظریه گرانش بوده اند. از دید آنها این هدف غایی علم است. نوشتن قوانین ریاضی که همه نیروهای شناخته شده طبیعت را به صورت یک معادله واحد در می آورد. پیتر کلز در کتاب خود با نام کیهان شناسی می نویسد شاید در این صورت دیگر احساس پوشیدن چند لباس روی هم نداشته باشیم. در هر صورت باید در باره ی سرشت تبیینی که نظریه ای برای همه چیز فراهم می آورد احتیاط به خرج داد. مثلا باید بفهمیم که چگونه این نظریه تبیین خواهد کرد که چرا “نظریه ای برای همه چیز” اینگونه است و به شکل دیگری نیست. باید بفهمیم آیا نظریه ای که بر پایه ی مکانیک کوانتومی باشد می تواند از هر لحاظ کامل باشد در حالی که خود نظریه ی کوانتومی در ذات خودش نامعین است؟ ضمن اینکه پیشرفت های منطق ریاضی در قبال این موضوع که نظریه ای بتواند کاملا خودبسنده باشد ایجاد تردید کرده است. کرت گودل منطق دان مشهور قضیه ای را اثبات کرده بود که به نام خود او به قضیه ناتمامیت گودل معروف است و نشان می دهد هر نظریه ی ریاضی همواره شامل مواردی است که در درون همان نظریه قابل اثبات نیستند. با این اوصاف آیا نظریه همه چیز وجود خواهد داشت؟ هنوز راه درازی در پیش داریم تا بتوانیم به این پرسش پاسخ بدهیم.

فایل پی دی اف آیا “نظریه همه چیز” وجود دارد؟ در مجله دانشمند