Cosmology

درست چند لحظه(کمتر از دو دقیقه) پس از بیگ بنگ، نیروهای اصلی طبیعت و همچنین ماده و انرژی وارد بازی بزرگ کیهانی شدند
چندی نگذشت که ذرات زیراتمی کوآرک ها و سایر لپتون ها(ذرات بنیادی یا فاقد جز تشکیل دهنده) نیز به این نمایش بزرگ پیوستند.
تا ۳۸۰،۰۰۰۰ سال این روند ادامه یافت و سوپ اولیه کیهان مملو از ماده و انرژی، در قالب فضای «درخشانِ تاریک» به حیات خود ادامه داد...

اما چرا فضای درخشانِ تاریک؟

پس از تشکیل ذرات ماده و انرژی و همزمان با آن، الکترون ها، نیز که یکی از این ذرات بنیادی هستند پا به عرصه گیتی گذاشتند بطوریکه این الکترون های پر انرژی و پرسرعت در سوپ داغ اولیه کیهان سرگردان بودند.
در همین حین فوتون ها(ذرات انرژی حامل نور) نیز از برهمکنش الکترون و همتای پادماده آن یعنی پوزیترون، بوجود میامدند اما این فوتون ها در لحظه بسیار بسیار کوچک بعد از بوجود آمدن، با این الکترونهای سرگردان در سوپ داغ اولیه، برهمکنش کرده و نابود میشدند

«بنابراین جهان اولیه پس از بیگ‌بنگ، تا ۳۸۰،۰۰۰ سال جهانی داغ و درخشان و تاریک(غیرقابل دیدن) بود که مملو از ذرات ماده و انرژی بوده است»


@cosmos_physics

📚 فراسوی اینشتین - مروری بر تکامل فیزیک نظری پس از انیشتین
The Cosmic Quest for the Theory of the Universe
Oxford University Press - 1999


انگلیسی

@cosmos_physics

🎥 پیکان زمان

( بخش ۵ ) آنتروپی چطور به زمین نیرو میبخشد؟

با توضیح دکتر شان کارول



@cosmos_physics

اخیراً نامه ای از اینشتین رونمایی شده است که در آن او این امکان را مطرح نموده که تحقیقات زیست شناختی شاید بتواند انسان را به درک بعضی از فرآیندهای فیزیکی که هنوز ناشناخته است کمک کند.
در این نامه بطور ضمنی روشن می شود که اینشتین مطالعاتی در زمینه بیولوژی نیز داشته است و بعضی پدیده های بیولوژیک را کاملاً مستقل از نظریه های فیزیکی موجود آن زمان می دانسته است.

لینک خبر و توضیحات بیشتر:
https://cosmosmagazine.com/people/culture/birds-and-bees-sincerely-albert-einstein/



@cosmos_physics

اما تفاسیر مکانیک کوآنتومی چگونه ظاهر میشوند؟

چیزی که این احتمال را به قطعیت تبدیل میکند عملِ فعالِ اندازه گیری است. برای مثال شما تا زمانی که وضعیت گربه درون جعبه را مورد سنجش قرار ندهید نمیتوانید بگویید مُرده است یا زنده
پس چیزی که احتمال ۵۰ درصدِ مُرده بودن و ۵۰ درصدِ زنده بودنِ گربه را از نظر شما به ۱۰۰ درصد زنده یا ۱۰۰ درصد مرده تبدیل میکند، عمل اندازه گیری است.

اما چه اتفاقی میافتد که تابع موج که تنها احتمالِ هر حالتِ مجاز را بیان میکرد با مشاهده و اندازه گیری به قطعیت تبدیل میشود؟

این موضوع که در مکانیک کوآنتومی از آن بعنوان مشکلِ اندازه گیری یاد میشود، در حقیقت از اینجاست که پای تفاسیر و فلسفه را به این علم باز میکند

برای توجیه این موضوع تفاسیر گوناگونی مطرح شده اند که از معروف ترین آنها تفسیرِ کپنهاگی که رُمبش تابع موج را مطرح میکند و تفسیرِ جهانهای چندگانه(موازی) هستند که عمل برهم نهی و ناهمدوسی را برای توجیه پویایی موضوع اندازه گیری مطرح می کند.


@cosmos_physics

شاید بتوان گفت چیزی که بیشتر از هر چیزی مکانیک کوآنتومی را برایمان مبهم و غیرقابل درک با بهره گیری از ذهنیت کلاسیک میکند، تفاسیر مطرح شده در مکانیک کوآنتومی هستند

اما چرا در مکانیک کوآنتومی نیاز به تفسیر داریم و چگونه است که علم در اینجا محتاج فلسفه میشود؟

اگر بخواهیم مکانیک کوآنتومی را خلاصه کنیم، میتوانیم بگوییم ما برای هرچیزی در جهان میتوانیم یک معادله ریاضی توصیفگر آن را بنویسیم.
این معادله ریاضی در زبان کلاسیکیِ فیزیک، همان معادله حرکتِ معروف نیوتن است
اما به زبان مکانیک کوآنتومی، این معادله همان معادله شرودینگر نام دارد، که برای سیستم مورد بررسی یک تابع موج میدهد که این به سبب خاصیت دوگانگی مواد است
هر سیستم کوآنتومی تنها میتواند یک حالت خاص را اختیار کند، برای مثال، یک شخص میتواند یا بخندد یا گریه کند و ممکن نیست که همزمان هم بخندد و هم بگریَد
در مکانیک کوآنتومی، هر یک ازین حالتهای خاصی که سیستمِ مورد بررسی میتواند اختیار کند را یک حالتِ مجاز مینامیم
کاری که تابع موج انجام میدهد این است که احتمالِ حضور سیستم مورد بررسی را در یکی از این حالتهای مجاز نشان دهد


@cosmos_physics

🎥 پیکان زمان

( بخش ۴) پیچیدگی چطور به وجود می‌آید؟

با توضیح دکتر شان کارول


@cosmos_physics

از لحظه‌ای که بشر توانست وقایع را ثبت و ضبط کند؛ دیگر نه عصا مار شد، نه دریا شکافته شد، نه ماه به دو نیم تقسیم شد، نه کودکی بدون پدر متولد شد، نه مرده‌ای زنده شد، نه انسانی در دل ماهی رفت، نه شتری از دل کوه بیرون آمد، نه آتشی گلستان شد، نه انسانی با حیوانات سخن گفت، نه کسی سوار بر قالیچه‌ای پرواز کرد و نه پیامبری ظهور کرد ولی حماقت همچنان پابرجا ماند


@cosmos_physics

🎥 انرژی تاریک

از کجا می‌دانیم انبساط کیهان شتابدار است؟
از اواخر دهه ۹۰ میلادی ایده انبساط شتابدار کیهان بطور جدی مطرح شده است و حتی نوبل فیزیک ۲۰۱۱ نیز به کشف آن تعلق گرفت.
اما چه دلایلی داریم برای اینکه کیهان انبساطی شتابدار دارد؟
یعنی از کجا می‌دانیم که سرعت انبساط کیهان هر لحظه در حال افزایش است؟



@cosmos_physics

گاهی اوقات ما تنها می‌توانیم مجموعه محدودی از مشاهدات یا مجموعه محدودی از آزمایش‌ها را انجام دهیم تا فقط گوشه‌ای از یک نظریه را مورد آزمایش و امتحان قرار دهد.

اما منطق ریاضیات که همانند زرهی سخت و آهنین آن را فرا گرفته، به ما این امکان را می دهد تا نتایج را از همان گوشه آزمایش شده به کل نظریه گسترش دهیم.

یعنی در بعضی مواقع کاری که ریاضیات برای ما انجام می دهد این است:

ما می توانیم بدانیم و آگاهی کسب کنیم بدون اینکه حتی ببینیم یا مشاهده کنیم.

پائول ساتر اَخترفیزیکدان و محقق کیهانشناسی دانشگاه ایالتی اُوهایو



@cosmos_physics

🎥 پیکان زمان

(بخش ۳ ) علت و معلول واقعا وجود دارند؟

ظهور علت و معلول با افزایش آنتروپی

با توضیح دکتر شان کارول



@cosmos_physics

‍ ✅ هندسه ی کیهان


براساس نسبیت عام شکل فضا زمان را ماده و انرژی موجود در ان مشخص می کنند و فضا زمان در کنار اجرام بزرگ خم می شود. این جسم پرجرم فقط هندسه ی فضا زمان اطراف خود را تغییر می دهد و مشخص می کند. حال سوال ما این است که هندسه ی کل کیهان ما چگونه است. آیا مانند یک برگ کاغذ صاف و تخت؟ یا انحنای مثبت دارد؟ یا انحنای منفی؟ پاسخ این سوال را تا پایان این مطلب خواهید فهمید.
چگالی ماده و انرژی در کیهان که به آن امگا (Ω) می گویند هندسه‌ی کیهان را تعیین می کند. اگر Ω>1 باشد جهان ما جهانی بسته است و ساختاری کروی دارد. اگر Ωᐸ1 باشد کیهان ما باز است و انحنای منفی دارد و اگر Ω=1 باشد جهان ما تخت و صاف است. دانشمندان پس از تحلیل داده های نقشه WMAP متوجه شدند که کیهان دارای ساختار تخت است و Ω آن نزدیک به 1 می باشد. همین موضوع که امگا نزدیک به 1 می باشد عجیب است. پس از میلیارد ها سال بعد از بیگ بنگ چگونه امگا می تواند عددی نزدیک به یک باشد؟ معادلات اینشتین نشان می دهند که امگا در اغاز هر مقداری که داشته اکنون باید نزدیک به صفر باشد. همین که Ω کیهان نزدیک به یک است به یک معجزه نیاز دارد. این مساله در کیهانشناسی مساله تنظیم دقیق نامیده می شود چون اگر امگا خیلی کوچک بود انگاه کیهان بسیار سریع منبسط شده و خنک می شد اما اگر امگا خیلی بزرگ بود کیهان قبل از اینکه میزبان حیات شود نابود میشد.
میچیو کاکو در مثالی این تنظیم کیهانی را چنین شرح می دهد: «فرض کنید که بخواهید مدادی را بر روی نوک آن ایستاده نگه دارید. شیوه ی تلاش شما به هر شکلی که باشد اغلب مداد خواهد افتاد، تنظیم و میزان سازی با دقت فوق العاده بالایی مورد نیاز است تا مداد چنان متعادل شود که نیفتد. حال تصور کنید که می خواهید مداد را طوری روی نوک آن عمودی نگه دارید که نه فقط برای یک ثانیه بلکه برای میلیاردها سال همانطور بماند! تنظیم دقیق مورد نیاز برای اینکه امگا امروز برابر ۱ داشته باشد مشابه همین حالت است. کوچکترین خطا در تنظیم دقیق امگا باعث می شود که امگا به مقداری از ۱ فاصله داشته باشد.»
پس چرا امروز امگا اینقدر به یک نزدیک است در حالی که در اصل از نظر ستاره شناسی باید غیر از این باشد؟ از نظر الن گوث پاسخ کاملا مشخص بود: تورم جهان چنان شدید بوده که منجر به تخت شدن آن شده است. همانند شخصی که چون افق را نمی بیند نتیجه می گیرد که زمین هموار است. ستاره شناسان نتیجه گرفتند که امگا در حدود یک است، در واقع ایده این است که جهان در نخستین کسرهای ثانیه پس از بیگ بنگ وارد یک دوره کوتاه انبساط بسیار بسیار سریع به نام تورم کیهانی شد که همین منجر به تخت شدن جهان گشته است.


@cosmos_physics

📚 فلسفه کیهانشناسی
Cambridge University Press - 2017
Chamcham - Silk - Barrow - Saunders

انگلیسی



@cosmos_physics

۲۲ اردیبهشت سالروز تولد مریم میرزاخانی ریاضیدان فقید ایرانی و روز زنان در ریاضیات گرامی باد.



@cosmos_physics

🎥 پیکان زمان

( بخش ۲) چرا زمان به عقب برنمیگردد؟

با توضیح دکتر شان کارول



@cosmos_physics

«من گمان نمی‌کنم این جهان شگفت و اعجاب‌انگیز، این گسترۀ خارق‌العادۀ زمان و مکان و انواع گوناگون حیوانات [موجود در زمین]، این همه سیارۀ جورواجور، همۀ این اتم‌ها با همۀ حرکاتشان و همۀ این هستی پیچیده، همه و همه، صرفاً صحنه‌ای باشد تا خداوند جدال خیر و شر انسان‌ها را بر آن تماشا کند؛ یعنی همان نگاه دینی به کیهان.
این صحنه برای اجرای چنین نمایشی بیش از اندازه بزرگ است.»
منسوب به ریچارد فاینمن (۱۹۸۸ - ۱۹۱۸)، فیزیک‌دان فقید آمریکایی
(Genius: The Life and Science of Richard Feynman/James Gleick/1992)



@cosmos_physics

🎥 فضانوردان چگونه به ایستگاه فضایی می‌رسند؟

ایستگاه فضایی در ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری زمین قرار دارد و با سرعت حدود ۲۷ هزار کیلومتر در ساعت هر ۹۰ دقیقه یکبار به دور زمین می‌چرخد. فضانوردان برای اینکه به این ایستگاه برسند باید کم‌کم ارتفاع مداری خود را زیاد کرده و همراستا با این ایستگاه حرکت کنند و در نهایت به ایستگاه نزدیک شده و به آن متصل شوند.


سایت علمی بیگ‌بنگ


@cosmos_physics

🎥 استارشیپ نسخه SN15 شرکت اسپیس ایکس تا ارتفاع ده کیلومتری پرواز کرد و پس از شش دقیقه پرواز و مانور توانست با موفقیت فرود بیاید.
‌‌‌‌
استار شیپ فضاپیمایی است که با هدف ارسال انسان به ماه و مریخ توسعه پیدا کرده است. این فضاپیما می‌تواند ۱۰۰ تا ۲۰۰ نفر را حمل کند.



@cosmos_physics

"سال های دراز غفلت، تأثیر عمیقی که در جوانی و در طی تلاش های درازمدت برای پاسخ دادن به ضروری ترین سوالات ذهن بشری بدست آورده ام را پاک نکرده است. سوال هایی دربارۀ معنای نهایی وجود، دربارۀ جهان بزرگ و نقش ما در آن، دربارۀ زندگی و مرگ، حقیقت و خطا، خوب و بد، خدا و ابدیت. اما به همان اندازه ای که اهمیت این سوالات روی من مؤثر بود، خاطرۀ بی ثمر بودن تلاش ها (برای یافتن پاسخ) نیز بر من اثر گذار بود. به نظر می رسید پیشرفت پیوسته ای که در علوم خاص وجود داشت در این زمینه وجود نداشته باشد و (به همین خاطر من نیز) مانند خیلی از افراد دیگر به فلسفه پشت کردم و رضایت را در یک رشتۀ محدود یافتم که عملا مسائل درآن حل می شد. با این حال، با پیر شدن، مانند بسیاری دیگر که قوای تولیدی شان رو به زوال است، احساس می کنم که مایلم دوباره نتایج تحقیقات علمی را که در طی دهه ها انجام شده و من نقش کوچکی در آن داشتم را جمع بندی کنم و این موضوع به صورت غیر قابل اجتنابی مرا به همان سوالات ابدی، که تحت متافیزیک قرار می گیرند، سوق می دهد."

مکس بورن

@cosmos_physics

🎥پیکان زمان

بخش ۱ (مقدمه)

با توضیح دکتر شان کارول



@cosmos_physics