Cosmology

✅ آیا زمان کنار گذاشتن مفهوم زمان از فیزیک فرا رسیده است؟

فیزیکدانان زمان را بیشتر به لحاظ کاربردی، در نظر می‌گیرند. برای آنها زمان وسیله‌ای برای اندازه‌گیری تغییر است – مجموعه‌ای بی پایان از لحظه‌هایی که مانند مهره‌ها در کنار هم قرار گرفته‌اند، آینده‌ای نامعلوم را به زمان حال و حال را به گذشته‌ای قطعی تبدیل می‌کنند. هر مرحله در زمان نمایی از تکامل پدیده‌های بی‌شمار طبیعت را ارائه می‌دهد.

اکنون زمان را می‌توان به قطرهای نازک به اندازه یک ده تریلیون ثانیه تقسیم کرد. اما چه چیزی تقسیم می‌شود؟ بر خلاف جرم و فاصله، زمان را نمی‌توان با حواس فیزیکی ما درک کرد. ما زمان را نمی‌بینیم، نمی‌شنویم، بو نمی‌کنیم، لمس نمی‌کنیم یا مزه نمی‌کنیم. و با این حال ما به نحوی آن را اندازه‌گیری می‌کنیم. در حالی که نظریه‌پردازان تلاش می‌کنند نظریه نسبیت عام، قانون مهم گرانش اینشتین را بسط و تصحیح کنند، آنها با زمان مشکل بزرگی دارند...

ادامه مطلب:
https://tinyurl.com/erxhatu7




@cosmos_physics

🎥 رازهای زندگی اینشتین

آلبرت اینشتین مشهورترین دانشمند تمام اعصار است. وی با نبوغ خاصی که داشت با ارائه نظریه نسبیت، درک ما از جهان را برای همیشه دگرگون کرد. درباره اینشتین همواره افسانه‌ها و رازهای گوناگونی مطرح گردیده است. در بین عامه به لطف برخی رسانه‌ها از این شخصیت یک تصویر اسطوره‌ای و ایده‌آل ساخته و پرداخته شده است و کمتر به جنبه‌های واقعی زندگی وی پرداخته شده است.

در این ویدئو سعی شده است که با دیدی واقع‌بینانه به جنبه‌های مختلف این دانشمند شهیر پرداخته و روایت شود.



@cosmos_physics

✅ تولد دوباره قاعده بورن، (داستان مرموز ظهور واقعیت فیزیکی از دل ریاضیات انتزاعی کوانتومی)

قاعده بورن ، پلی که ریاضیات مکانیک کوانتومی را به دنیای قابل مشاهده‌ و واقعی ما وصل می‌کند. پلی که از قضا خیلی هم خوب کار می‌کند، اما به طرز خنده‌داری واقعا نمی‌دانیم چرا؟ همه می‌دانند که مکانیک کوانتومی، نظریه‌ی عجیبی است، اما ضرورتا نمی‌دانند چرا؟ باور بر این است که دنیای کوانتومی به خاطر برهم‌ نهی‌اش، اصل عدم قطعیتش و درهم تنیدگی‌اش، واقعا عجیب است. چیزی که مکانیک کوانتومی تا این اندازه عجیب کرد، اصل مشهور عدم قطعیت سال ۱۹۲۷ یا درهم تنیدگی سال ۱۹۳۵ نبود، بلکه ماکس بورن در سال ۱۹۲۶ این غرابت را به مکانیک کوانتومی اعطا کرد. او پیشنهاد داد که راه درست تفسیر ماهیت موجی ذرات کوانتومی، این است که آنها را به صورت موج‌های احتمال ببینیم. بورن اظهار داشت که معادله‌ی موج (که سال قبلش توسط شرودینگر ارائه شده بود)، اساسا یک مولفه‌ی ریاضی برای محاسبه‌ی شانس‌ مشاهده‌ی یک نتیجه‌ی خاص در یک آزمایش است. به عبارت دیگر، قاعده‌ی بورن، نظریه‌ی کوانتومی را به آزمایش مربوط می‌کند. اصلا همین قاعده است که مکانیک کوانتومی را یک نظریه‌ی علمی می‌کند، نظریه‌ای که می‌تواند پیش‌بینی‌هایی قابل آزمون انجام دهد. لوییس ماسانس (Lluís Masanes) از کالج لندن می‌گوید:

قاعده‌ی بورن، ارتباط حیاتی بین اشیای ریاضی انتزاعی نظریه‌ی کوانتومی و تجربه و جهان ملموس است مشکل این است که قاعده بورن، واقعا چیزی بیشتر از یک حدس هوشمندانه نبود! در واقع بورن این قاعده را بدون هیچ دلیل بنیادی پیشنهاد کرد!

آدان کابلو (Adán Cabello)، نظریه ‌پرداز کوانتومی دانشگاه سویای اسپانیا می‌گوید:

" قاعده بورن یک شهودِ بدون توجیه دقیق بود،‌ اما کار کرد! "

هنوز پس از گذشت بیش از ۹۰ سال، هیچ کس نتوانسته دلیل آن را توضیح دهد. بدون قاعده بورن نمی‌توان نشان داد مکانیک کوانتومی درباره‌ی ماهیت واقعیت چه می‌گوید. جیولی چیریبلا (Giulio Chiribella) متخصص بنیان‌های مکانیک کوانتومی از دانشگاه هنگ‌کنگ می‌گوید:

"درک قاعده بورن، به عنوان راهی برای درک تصویر دنیای نهفته در نظریه‌ی کوانتومی، بسیار مهم است."

چندین پژوهشگر تلاش کرده‌اند تا قاعده بورن را از اصول بنیادی‌تر بدست آورند، اما هیچ‌یک از آنها به طور گسترده‌ای پذیرفته نشده‌اند. اکنون ماسانس و همکارانش، توماس گالی (Thomas Galley) از موسسه فیزیک نظری پریمیتر در واترلوی کانادا و مارکوس مولر (Markus Müller) از موسسه اپتیک کوانتومی و اطلاعات کوانتومی وین، راه جدیدی برای استخراج این قاعده از اصول عمیق‌تر نظریه کوانتومی پیشنهاد کرده‌اند، رویکردی که می‌تواند توضیح دهد مکانیک کوانتومی چطور به صورت عمومی‌تر از طریق فرآیند اندازه‌گیری به آزمایش ارتباط می‌یابد. ماسانس می‌گوید:

" ما تمام ویژگی‌های اندازه‌گیری‌ در نظریه کوانتوم را بدست می‌آوریم: یعنی سوالات، پاسخ‌ها و احتمال رخداد پاسخ‌ها "

این یک ادعای بزرگ است. این سوال که اندازه گیری در مکانیک کوانتومی به چه معناست، از روزهای ابتدایی تولد آن، یعنی از زمان اینشتین و شرودینگر، سوال مهم و چالش‌برانگیزی بوده و بعید به نظر می‌رسد که این پیشنهاد، حرف آخر باشد. اما این رویکرد ماسانس و همکارانش، مورد ستایش فیزیکدانان قرار گرفته است. چیریبلا می‌گوید من آن را بسیار دوست دارم. کابلو می‌گوید:
این کار، نوع تمرین پالایش است، راهی برای خلاص کردن مکانیک کوانتومی از شر اجزای اضافی‌اش و این کار، قطعا یک وظیفه‌ی مهم است. این اجزای اضافی، علامتی هستند که نشان می‌دهند ما نظریه کوانتومی را کاملا نفهمیده‌ایم.


دیپ لوک، مترجم ناهید سادات ریاحی

(قسمت اول)


@cosmos_physics

📚 هندبوک فیزیک (دانش آموزی)

KEY NOTES | TERMS | DEFINITIONS | FORMULAE

Mohan - Garg - Dangwal
انگلیسی


@cosmos_physics

مسئله اصلی آن چیزی نیست که آدم به آن ایمان دارد
بلکه آن چیزی است که میداند...

مردم خیلی زیاد ایمان دارند
و خیلی کم میدانند!

برتولت برشت


@cosmos_physics

🎥 ماده تاریک چیست؟

اولین بار فریتز زوییکی و بعد یان اوورت بودند که هنگام مطالعه سرعت حرکت کهکشان‌های اقماری اطراف راه شیری به نکته عجیبی برخوردند.
زوییکی مشاهده کرد که وقتی بر اساس سرعت حرکت کهکشان‌ها جرم را تخمین می‌زند و با آنچه که از جرم قابل مشاهده مقایسه می‌کند چیزی در حدود ۴۰۰ برابر بزرگتر بدست می‌آید. زوییکی نام این جرم گمشده را «ماده تاریک» نهاد.
اما رصدهای بعدی توسط دانشمندان دیگر نیز همین واقعیت را تأیید کرد و مسأله جدی‌تر شد.
امروزه می‌دانیم که بخش عظیمی از جرم کیهانی قابل دیدن نیست.
در این ویدئو درباره ماده تاریک بحث می‌شود و کاندیداهای آن را معرفی می‌کند.



@cosmos_physics

هیچ حقیقت دنیوی جز حقیقت ریاضی وجود ندارد. در سیاست ، تاریخ و دیپلماسی ، حقیقت روز به روز تغییر می کند و مردم مفاهیم متفاوتی از حقیقت را دریافت می کنند. اما ریاضیات هرگز دروغ نمی گوید. '

اروین شرودینگر

'There is no worldly truth but mathematical truth. In politics, history, and diplomacy, truth changes from day to day and people get different concepts of right. But mathematics never lies.'

Erwin Schrödinger


@cosmos_physics

کیهان‌شناسی بدون فلسفه مانند کشتی بدون بدنه

همه حوزه‌های علم با سوالاتی روبرو می‌شوند که در فرآیند خود علم نمی‌توان به آنها پاسخ داد. هرگاه دانشمندان بهترین روش را برای آزمایش یک نظریه، مورد بررسی قرار می‌دهند یا از اینکه چقدر مدل‌های علمی با واقعیت مرتبط هستند متعجب می‌شوند، در واقع فلسفه می‌ورزند. اما کیهان‌شناسی در موقعیت منحصر به فرد خود به عنوان مطالعه‌ی کل هستی، به طور خاصی مملو از معماها و موقعیت‌های فلسفی است. در حقیقت، یک باور فلسفی در اعماق کیهان‌شناسی پنهان شده است. اصل کیهان‌شناسی بیان می‌کند که در مقیاس‌های بزرگ، جهان همگن (در همه مکان‌ها یکسان به نظر می‌رسد) و همسان‌گرد (در همه جهات یکسان به نظر می‌رسد) است. به عنوان مثال، شبیه به نمای اقیانوس از دید یک کشتی در وسط اقیانوس است همسان‌گرد به نظر می‌رسد، اما هنگامی که از سطح زمین به آن نگاه شود، دید در همه جهات یکسان نیست. مانند سطح اقیانوس که شاید تا زمانی که به ساحل نزدیک نشده‌اید همگن به نظر برسد...

ادامه مطلب:
https://13p7.short.gy/4mChb7


@cosmos_physics

تاریخ پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب مشخص شد و ناسا اعلام کرد این تلسکوپ در تاریخ ۲۷ آذر ۱۴۰۰ با موشک آریان ۵ به فضا پرتاب می‌شود.

‌ "جیمز وب" در یک سفر یک ماهه به محل مداری انتخابی خود که یک و نیم میلیون کیلومتر دورتر از زمین است، خواهد رفت. سپس سپرهای حرارتی خود را برای خنک شدن ابزارها مستقر خواهد کرد.

"جیمز وب" قبل از شروع عملیات علمی خود از جمله آشکار کردن طلوع کیهان، به تقریباً شش ماه زمان نیاز دارد. این تلسکوپ برای رصد کیهان در طیف فروسرخ طراحی شده و برای این کار باید تجهیزاتش خنک بماند و برای خنک ماندن یک سایه‌بان بزرگ دارد.

اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ جیمز وب می‌توانند به ۱۳ میلیارد سال قبل کیهان، نظاره کنند و برای یافتن نشانه‌هایی از حیات در جو سیارات دیگر و به مطالعه‌ی اولین ستاره‌ها و کهشان‌های کیهان بپردازند.

@cosmos_physics

✅ اسامی برندگان جوایز سدشکنی و مریم میرزاخانی سال 2022 اعلام شد.
جایزه فیزیک بنیادی به سازنده ساعتی کوانتمی با خطای کمتر از 1 ثانیه در 15 میلیارد سال، و برنده جایزه علوم زیستی به طراحان اصلی واکسن کووید در شرکت بیونتک و دانشگاه پنسیلوانیا

https://breakthroughprize.org/News/65?fbclid=IwAR1U6bVLA2GmQOBZlUguWJ1aqdHyN5xYbpbQgfQL7L24HhYzKIaaRdXsuwE


@cosmos_physics

🎥 اینشتین یک رؤیای بزرگ داشت و آن وحدت بین همه نیروهای طبیعت و توصیف همه نظریه‌های فیزیک در قالب یک نظریه واحد بود. در واقع اینشتین به دنبال «معادله خدا» می‌گشت. معادله‌ای که بتواند همه واقعیت فیزیکی شناخته شده را به صورت یکپارچه توصیف نماید.
در این ویدئو، پروفسور میچیو کاکو فیزیکدان نظری، درباره معادله خدا و بزرگترین راز فیزیک صحبت می‌کند.


@cosmos_physics

انرژی تاریک چیست؟

انرژی تاریک نامی‌ است برای نیرویی اسرارآمیز که موجب می‌شود سرعت انبساط کیهان به جای کند شدن طی زمان در حال سرعت گرفتن و انبساط شتابدار باشد. این بر خلاف چیزی است که کیهان‌شناسان پیش‌تر انتظار داشتند.

در اوایل قرن بیستم، اخترشناسان پی بردند که کیهان در حال انبساط است و با وجود گرانشِ ماده، انتظار داشتند که این انبساط پس از مدت زمان به اندازه کافی طولانی متوقف شده و روند معکوس به خود بگیرد. بطوری که پس از زمان طولانی، کیهان شروع به انقباض کرده و به وضعیت مه‌رمب (Big Crunch) برسد و دوباره به تکینگی نخستین بازگردد و همه چیز در هم فشرده شود. اما در اواخر قرن بیستم و اوایل قرن ۲۱، کیهان‌شناسان در کمال تعجب پی بردند که این انبساط نه تنها رو به کند شدن و توقف نیست بلکه در حال سرعت گرفتن و سریع‌تر شدن است.

کیهان‌شناسان از یک نیروی مرموز که به صورت دافعه عمل می‌کند و فضا را منبسط می‌کنند صحبت می‌کنند و آن را انرژی تاریک می‌نامند...

ادامه مقاله:
https://tinyurl.com/2x4t969h


@cosmos_physics

https://youtu.be/YhbULagUKhA

✅ جهان های متعدد یا جهان چرخه ای

گفتگوی آلن گوث با راجر پن رز

@cosmos_physics

📚 چشم اندازهای دریاچه - جهان و کیهان
This World and the Universe
Harvard University Press - 2010

Weinberg
انگلیسی

@cosmos_physics

هرگز به یک مقام علمی در علم اعتماد نکنید.
حتی بزرگترین نابغه نیز می تواند اشتباه کند. خواه یک یا دو جایزه نوبل داشته باشد ، یا هیچ.

اروین شرودینگر

'Never rely on an authority in science. Even the greatest genius can be wrong — whether he has one or two Nobel prizes, or none.'

-Erwin Schrödinger



@cosmos_physics

🎥 اشتباه درخشان اینشتین

در سال ۱۹۳۵، اینشتین به همراه دو همکارش یعنی نیتان روزن و بوریس پودولسکی مقاله‌ای منتشر کردند که ادعا می‌کرد مکانیک کوانتوم کامل نیست. آن‌ها آزمایشی ذهنی طراحی کردند که بعدها به پارادوکس EPR شهرت یافت. این سه نفر فرض کردند که دو ذره در حالتی به نام درهم‌تنیده کوانتومی قرار گیرند بطوری که با دانستن حالت یکی حالت دیگری نیز مشخص شود. اگر این دو ذره در فاصله دوری (مثلا در کهکشانی دیگر) قرار گیرند، با اندازه‌گیری ویژگی کوانتومی یک ذره حالت ذره دیگر بلافاصله و بدون درنگ مشخص خواهد شد. این یعنی کنشی از راه دور با سرعت بی‌نهایت انگار انجام شده است. این اتفاق ظاهرا با نسبیت و حد سرعت نور در تضاد هست.
این پارادوکس تا چند دهه گریبان‌گیر فیزیکدانان بود تا اینکه فیزیکدانی به نام جان بل پاسخی برای آن یافت..


زیرنویس: پریا امین‌پور

@cosmos_physics

یک گروه تحقیقاتی بین‌المللی ثابت کرده است که بخش "موهومی" مکانیک کوانتومی را می‌توان در آزمایش‌ها و در واقعیت نیز مشاهده کرد.

پیش‌تر تصور می‌شد که بخش موهومی، تنها یک ترفند ریاضی برای تسهیل توصیف پدیده‌هاست و فقط نتایج بیان‌ شده در بخش حقیقی معنای فیزیکی دارند.
این گروه پژوهشی لهستانی-چینی-کانادایی ثابت کرده است که بخش موهومی مکانیک کوانتومی را می‌توان در عمل و در دنیای واقعی مشاهده کرد.

تحقیقات انجام‌شده توسط تیم دکتر الکساندر استرلتسو از مرکز فناوری‌های اپتیکی کوانتومی (QOT) در دانشگاه ورشو، نشان می دهد که حالت‌های کوانتومی فوتون‌های درهم‌تنیده‌ای را پیدا کرده‌است که بدون اعداد مختلط، قابل‌ شناسایی نیستند.

دکتر استرلتسو می گوید:
پیش‌ از این، اعداد مختلط را کاملا مربوط به حوزه ریاضی در نظر می‌گرفتیم. اگرچه آن‌ها نقشی اساسی در معادلات مکانیک کوانتوم بازی می‌کنند، اما به عنوان ابزاری برای تسهیل محاسبات فیزیکدانان استفاده می‌شدند.
اکنون، ما به لحاظ نظری و تجربی ثابت کرده‌ایم که حالت‌های کوانتومی‌ای وجود دارند که تنها زمانی که در محاسبات از اعداد مختلط استفاده می‌کنیم، قابل تشخیص هستند. 


@cosmos_physics

از علاقه مندان به تدریس در دروس ریاضی، فیزیک، شیمی و زیست دعوت میکنیم تا رزومه خود رو به آیدی زیر ارسال کنند.
رزومه شامل نام و نام خانوادگی
رشته تحصیلی
دانشگاه محل تحصیل
شماره تماس
توانایی تدریس در مقطع مورد نظر می باشد

با تشکر

@cosmologists

🎥 «لئونارد ساسکایند»، تئوریسین نظریه ریسمان

تنظیم ظریف نمی تواند تصادفی باشد.



@cosmos_physics

✅ نظریه میدان های کوانتومی (QFT):


اگر شما سیگنال رادیویی را مثلاً به مریخ بفرستید شاید زمان سفر آن ۲۰ دقیقه طول بکشد. اما سیگنال رادیویی انرژی و تکانه را از منبع به گیرنده منتقل می‌کند. اگر انرژی پایسته است پس باید در جایی باشد. انجا کجاست؟

پاسخ در میدان الکترومغناطیس حامل آن است. این استدلال ماکسول و اینشتین را متقاعد کرد که میدان ها واقعی هستند. همین استدلال در مورد هر نیرویی که بی درنگ منتقل نشود به کار می رود.

اساس نظریه میدان های کوانتومی را این ایده ی عجیب تشکیل می دهد که عالم فقط از میدان ساخته شده. اگر از دید میکروسکوپی به یک میز نگاه کنیم آنرا مجموعه ای از میدان های مرتعش شبیه میدان های نامرئی اطراف یک آهنربا می بینیم. با این حال وقتی به میز ضربه می زنید دستتان از آن عبور نمی کند زیرا در فاصله های کوتاه میدان های تشکیل دهنده ی میز میدان های دست شما را دفع می کند. اما میدان های فیزیک کوانتومی میدان های کلاسیک نیستند بلکه میدان های کوانتومی ای هستند که آن هارا توصیف خواهیم کرد.

طرح تداخلی که در آزمایش یانگ پدیدار می شود نشان می دهد که نور پدیده ای موجی است و الکترومغناطیس کلاسیک آنرا به صورت یک موج در میدان الکترومغناطیس (EM) توصیف می کند. فیزیک کوانتومی این گزاره را تغییر نمی دهد. اما وقتی آزمایش یانگ را با نور ضعیف و با استفاده از تصویر برداری با فاصله زمانی انجام دهیم در میابیم که طرح تداخل از تعداد زیادی برخورد های نقطه مانند مشابه نقاشی های نقطه چینی متشکل از تعداد زیادی نقطه های کوچک تشکیل شده است.

توصیف این پدیده به اصول فیزیکی جدیدی نیاز دارد: تمام میدان های EM کوانتیده اند. برای یک میدان EM تکفام کوانتیده بودن به این معنی است که انرژی میدان منحصر به مقادیر hf و مقادیر صحیح آن به اضافه ی انرژی خلأ (hf/2) است. این بدین معناست که یک میدان در برهمکنش با صفحه نمایش باید مقادیر صحیح hf ژول انرژی از دست بدهد. به عنوان مثال نمی تواند ۰/۹hf یا ۱/۲hf انرژی از دست بدهد. انرژی برهمکنش hf ژول را یک کوانتوم میدان انرژی می نامند که فوتون هم نامیده می‌شود. این کوانتوم ناشی از کل میدانی است که به طور پیوسته پیش از برهمکنش روی صفحه گسترده بوده است. در هنگام برهمکنش، کوانتوم با قرار دادن انرژی خود روی یک اتم صفحه، بلافاصله فرو می پاشد زیرا اگر این کوانتوم به قسمت های کوچکتر تجزیه شود اصل کوانتیده بودن را نقض میکند. (مثلا اگر تجزیه شود و ۰/۵hf از آن باقی بماند اصل کوانتیده بودن را نقض کرده). hf ژول انرژی میدان در ناحیه میکروسکوپی مقابل صفحه نمایش بلافاصله فرو می ریزد.

کوانتیده بودن ماده:

آزمایش یانگ در سال ۱۹۷۴ به جای استفاده از باریکه نور با الکترون ها انجام شد. نتیجه این آزمایش درست مانند آزمایش با باریکه نور بود و الگوی تداخلی ایجاد شد. توجیه این آزمایش به مفهوم جدید دیگری نیاز دارد: نوع جدیدی از میدان در طبیعت با نام میدان الکترون-پوزیترون.
این میدان هم مانند بقیه میدان های بنیادی طبیعت کوانتیده است. اما این بار کوانتوم ها الکترون نامیده می شوند. هر کوانتوم میدان یعنی هر الکترون از هر دو شکاف می گذرد و طرح تداخلی را روی صفحه نمایش تشکیل می دهدو سپس روی صفحه نمایش به صورت کاتوره ای به بخش کوچکی از صفحه فرو میریزد.

در واقع نه الکترون ها ذره اند و نه فوتون ها بلکه تکه ها یا بسته های کوچکی از میدان هستند که در ناحیه x∆ از فضا گسترده شده است و از اصل عدم قطعیت پیروی می کند.به عنوان مثال الکترون ها فقط از این نظر ذرات نقطه ای هستند که x∆ را می توان به دلخواه کوچک کرد (البته به قیمت از دست دادن P∆).


📚 فیزیک ذرات بنیادی
آرت هابسون


@cosmos_physics