Quantum Physics

در سال ۱۹۱۷ اینشتین کیهان‌شناسی مدرن را خلق کرد و مدل کیهان شناختی خود را بر مبنای نظریهٔ نسبیت عام ارائه داد. در این مدل بر خلاف مدل نیوتن، فضا با انحنای مثبت است و نامحدود نیست. اینشتین توانست شعاع انحنای فضا را از چگالی جهان بدست آورد.

یکی از پیش بینی های نظریه نسبیت عام انبساط کیهان بود اما اینشتین به دلیل اعتقاد شخصی به جهان ایستا، عبارت ثابت کیهان‌ شناسی را به نسبیت عام اضافه کرد که این عبارت شامل ضد جاذبه ای بود که با افزایش فاصله افزایش می یافت و با نیروی گرانش خنثی می‌شد و در نتیجه جهانی ایستا را می‌ساخت. اما در سال ۱۹۲۲ با تایید تجربی انبساط کیهان، این عبارت کنار رفت و به گفتهٔ خود اینشتین بزرگترین اشتباه او شد!

#نسبیت #فضا_زمان

🆔 @Physics3p

⭕️ ماهیت "زمان" چیست؟

آیا زمان واقعی است؟
نیل دگراس تایسون توضیح میدهد!

#زیرنویس_فارسی

🆔 @Physics3p

📚 کتاب هفته

📎 عنوان: ساعت ساز نابینا
✍ نویسنده: ریچارد داوکینز
☑️ موضوع: فلسفه - علم

#فارسی
#پیشنهاد_ویژه_کانال

🆔 @Physics3p

قسمتِ یازدهم و دوازهمِ مطلبِ فوق👆👆

‼️ پیشنهاد میشود پیش از مطالعه دوقسمتِ اخیر، قسمت ۱۱ و ۱۲ ابتدا مطالعه شود.

‍ 📚 از "هیچ" تا "هیچ"؛ نگرشی نو بر خلقت و ابدیت جهان هستی

📎 قسمت چهاردهم: در تار و پود فضا-زمان - بخش چهارم(پایانی)

🆔 @Physics3p

🔹این دو شخص در ابتدا ممکن است صدها مایل بایکدیگر فاصله داشته باشند اما اگر به حرکت مستقیم خود بسمتِ قطب شمال ادامه بدهند، در نهایت به یک نقطه میرسند. این همگرایی دو خط بر روی سطح دوبُعدی که خود در بُعد سوم خمیده شده است(کروی بودن زمین بعنوان یک حجم) بود. حال اگر همگرایی دو جسمِ سه بُعدی در بُعد چهارم را درنظر گیرید، از منظر نسبیت عام این همگرایی همان "گرانش" است که عامل آن خمش در بُعد چهارم میباشد!

💢 اما چه "چیز" درونِ چه "چیزی" خمیده میشود؟!

🔸حال که فهمیدیم تصویر هندسیِ گرانش همان خمیدگی بافت فضا-زمان است؛ که گرانش بعنوان نتیجهٔ هندسی این خمش حاصل میشود(البته بیان ریاضیاتی و هندسی این گفته پیش از انیشتین، توسط ریمان ارائه شده بود که نیرو را بعنوان نتیجهٔ ثانویهٔ هندسه توضیح میداد. بعدها انیشتین با بهره گیری از کارهای او، نسبیت عام را فرمول بندی کرد که براین اساس نظریهٔ عام نسبیت بر هندسهٔ ریمانی استوار است) حال این پرسش مطرح میشود که در حقیقت چه چیز است که خمیده میشود؟

🔹در مثال عرض جغرافیایی زمین، در حقیقت این سطح سیارهٔ زمین بود که در بُعد سوم، یعنی حجمِ زمین که خود نیز از جنس طول است، خمیده شد و همگراییِ سطحی را نتیجه داد. اما پرسش ما اینستکه فضای سه بُعدی درون چه چیزی خم میشود که گرانش را نتیجه میدهد؟
از هندسهٔ ریمان پاسخ بُعد بالاتر، یعنی بُعد چهارم است. اما نسبیتِ عام این بُعد چهارم را چگونه تعبیر میکند؟
اگر این بُعد چهارم را زمان درنظر گیریم، یعنی بافت سه گانه یا سه بُعدی فضا، در بُعد زمان خمیده میشود که نتیجهٔ آن میشود گرانش! اما خمش طول در زمان به چه معناست؟
در اینجا میتوان با کمک گرفتن از مفاهیم نسبیتِ خاص که در دوقسمت پیشین مطرح شد، تا حدودی این موضوع را در ذهن تصور کرد(اگر موفق به اینکار شدید، به شما تبریک میگویم چون توانستید نسبیت را بخوبی درک کنید!)

🔸اما موضوع جالب توجهٔ دیگر در دیدگاه فضا-زمان بعنوان قالب هستی، وجود "موج گرانشی" است. در مبحث مربوط به موج در قسمت های پیشین، تا حدودی به مفهوم موج و انواع آن پی بردیم اما موج گرانشی دیگر چه نوع موجی است؟!
دیدگاه نیوتنی در بابِ گرانش میگوید که اثر گرانشی اجرام بصورت آنی منتقل میشود، اما اصول نسبیت مارا مجاب میکند که برای انتقال چنین اثراتی حد سرعت، که همان سرعت نور است را لحاظ کنیم.

🔹حال بافت فضا را بعنوان «سطحی سه بعدی» در نظر گیرید که در بافتِ زمان کشیده شده و قالب فضا-زمان را تشکیل داده است(در ادامه به بررسی جنس فرضی این بافت خواهیم پرداخت). اگر یک جرم سنگین مثلأ خورشید بر روی این بافت قرار گیرید، همچون سنگی که بر روی پارچه ای کشیده شده قرار داده شود، کش میاید و اثر آن در طول زمان، و با سرعت نور منتقل میشود. حال دو ستارهٔ نوترونی(یکی از سرنوشت های ستارگان با جرم زیاد. این نوع ستارگان بسیار سنگین بوده و همانطور که از نام آنها پیداست، از نوترون تشکیل شده اند) را در نظر گیرید که بر روی مداری به دور یکدیگر میگردند.

🔸این دو ستاره هریک اثرات گرانشی خود را در هرنقطه از بافت فضا-زمان ایجاد میکنند، که مجموع اثر این سیستم دو ستاره ای، در طول این بافت جابجا میشود. این حرکت همچون موجی مکانیکی عمل میکند و برای تصور بهتر آن میتوان تشت آبی را در نظر گرفت و دو توپ پلاستیکی را در مرکز این تشت، بصورت دوره ای بدور خود و بدور یکدیگر بچرخانید. موجی که در طول این تشت ایجاد میشود، به مثابهٔ موج گرانشی ناشی از این سیستم دوستاره ایِ سنگین است.

💢 جنس فضا-زمان

🔹در تفکر فضا-زمان بعنوان قالب گیتی، چنین بنظر میرسد که فضا-زمان بعنوان موجودی اولیه که تمام رویداد ها در آن اتفاق میافتد، خود نیز موجودیت دارد! پس با اینحال بنظر میرسد باید برای آن نوعیتی درنظر گرفت. میشود در اینجا تصور کرد که فضا-زمان همچون ماده ای الاستیک و کشسان که قابلیت کِش آمدن و فشرده شدن(همچون ژله) را دارد، موجود است!
این مارا بنوعی به تفکر اِتِر بعنوان مادهٔ همه گیر عالم میرساند که نسبیت در ابتدا سعی در رد کردن آن داشت! اما باید توجه کرد که نسبیت هرگز وجود اِتِر را ناممکن نمیدانست و تنها میگفت که این اِتِر باید همچون سایر چیزهای عالم، با اصول نسبیتی رفتار کند. پس بنظر میرسد بازهم به خانهٔ اول خود و تفکرات فیلسوفان باستانی بازگشتیم که میگفتند وجود "هیچ" ناممکن است و «طبیعت از خلأ بیزار است».

👈🏻 اگر نسبیت نتوانست مارا به "هیچ" برساند، پس بهتر است کمی جلوتر رویم و با نفوذ به دنیای بینهایت کوچک ها سعی در دستیابی به آن کنیم!!

ادامه دارد....

🆔 @Physics3p

✍ نوشتهٔ A.M.H

📚 از "هیچ" تا "هیچ"؛ نگرشی نو بر خلقت و ابدیت جهان هستی

📎 قسمت سیزدهم: در تار و پود فضا-زمان - بخش سوم

🆔 @Physics3p

🔹گفتیم تفکرات و بازی هایِ ذهنیِ انیشتین در باب نور بود که به نظریه نسبیتِ خاص انجامید. این تفکرات بر این اصل متکی بود که حالتی از حرکت(سرعت) مطلق وجود ندارد و باید سرعت اجسام متحرک را "نسبت" بیکدیگر یا یک مرجعِ لخت سنجید. اما چیزی که در اینجا نادیده گرفته شد، وجود نیرو یا نتیجهٔ آن(براساس قانون دوم نیوتن) یعنی شتاب، است.
از قانونِ گرانشِ نیوتن میدانیم که تمام اجرام بیکدیگر نیرو وارد میکنند که این نیرویِ ناشی از جرم، همان "گرانش" نامیده میشود. انیشتین با این فرض به نظریهٔ نسبیتِ خاص خود رسید که هیچ حالتی از سکون یا حرکت مطلق وجود ندارد. نظریهٔ نسبیتِ عام او از این فرض آمد که هیچ مقدار مطلقی برای نیرو و شتاب نیز وجود ندارد! اما چطور؟

🔸ابتدا نسبیت خاص را زمانی در نظر بگیرید که هیچ نیرویی وجود نداشته باشد. این نظریه میگوید نور که دارای حدِ نهایی سرعت است، در خطی مستقیم و با سرعتی ثابت حرکت میکند و ما نیز این موضوع را مورد بررسی قرار دادیم!
حال گرانش را بعنوان نوعی از نیرو که تقریباً درهمه جا حضور دارد، در این نظریه اعمال کنید! نور انرژی دارد و گرانش نه تنها بر جرم، بلکه بر انرژی که خود حالتی از جرم است، اعمال میشود. بنابراین پرتوِ نور باید در گذر از اجرام پر جرمی مانند خورشید، از مسیر منحرف شود و این انحراف، اصلِ مهم نسبیت را که میگوید: نور در مسیری مستقیم و با سرعتی ثابت حرکت میکند؛ را نقض میکند.

🔹پس میتوان گفت نظریهٔ نسبیتِ خاصِ انیشتین تنها زمانی درست است که بنوعی این نیرویِ همیشه در صحنه و همه گیر گرانش را "خاموش" کنیم. انیشتین پی برد که نیروی گرانش در حرکت سقوط آزاد بنوعی خاموش میشود!
او در یک آزمایش ذهنیِ خود که حرکت سقوط آزاد آسانسور را شامل میشود، این موضوع را بخوبی نشان داد(این آزمایشاتِ ذهنی انیشتین در بابِ نسبیت، در مطالب مربوط به نسبیت در همین کانال مورد بررسی قرار گرفت) که نتیجه این تفکرات در بابِ گرانش، به نسخهٔ کاملتر نسبیت، یعنی نسبیت عامِ او انجامید. هرچند که این موضوع 10 سال طول کشید!

💢 گرانش و نسبیت عام

🔸در نسبیتِ خاص دیدیم که برای تبیین نتایج ناشی از آن، باید فضا و زمان را یک قالب چهاربُعدی بدانیم ، که آن را فضا-زمان نامیدیم که با ریاضیات مینکوفسکی بخوبی توصیف میشد. حرکت در این قالب چهاربُعدی موجب انبساط زمانی و در پی آن انقباض طولی میشد که با تبدیلات لورنتز و جرالد(قسمت های پیشین) قابل سنجش بود که میزان این تغییرات، به عامل "سرعت" جسم متحرک در یک چارچوبِ لخت وابسته بود.
این خود شروع ایدهٔ فضا-زمان بعنوان قالب کلی هستی، و تبیین کنندهٔ کُنِش هاییست که در این قالب صورت میگیرد. یکی از این کُنش ها، گرانش بود. اما چطور میتوان با ایدهٔ فضا-زمان بعنوان قالب یا پس زمینهٔ هستی که تمام رویدادها در آن صورت میگیرد، تمامی این کُنش ها که در نهایت به پویایی و موجودیّت جهان هستی میانجامد را توضیح داد؟

🔹نمونه ای از این کُنش ها، تابشِ الکترومغناطیس و نور بود که نسبیتِ خاص با ایده ی فضا-زمان بعنوان تاروپود هستی بدان پرداخت. اما ایده اصلی نسبیتِ عام بعنوان نسخه ای کاملتر از نسبیت، این است که گرانش را نیز که خود دومین نیرو یا کُنشِ اصلی جهان از چهار نیرویی که موجب پویایی جهان میشود است، را توضیح دهد. مجموعه آزمایشات ذهنیِ انیشتین با حضور گرانش در نهایت به این نتیجه رسید که گرانش در حقیقت همان هم گراشدن اجسام در حالت سقوط آزاد است. اما این خود به چه معناست؟!
گفتیم آزمایشِ سقوط آزاد یک آسانسور(با شتاب ثابتg) این نتیجه را شامل میشود که گرانش در حرکت سقوط آزاد عملا "خاموش" میشود. حال از منظر ناظر خارجی سقوط آزاد دو جسم را از ارتفاعی بر روی سطح زمین مجسم کنید. چیزی که این ناظر بعنوان نیروی گرانش احساس میکند، در حقیقت همان همگرا شدن این دو جسم در طولِ حرکتشان است!

🔸برای درک ساده تر گرانش به مثابهٔ همگرایی در محور حرکت، خطوط جغرافیایی زمین را درنظر گیرید. میدانیم خطوط جغرافیایی زمین از قطب جنوب تا قطب شمال بگونه ایست که از قطب جنوب تا محورِ استوا واگرا میشوند و سپس از استوا تا قطب شمال همگرا خواهند شد. حال دو شخص را در نظر گیرید که در حالِ حرکتی مستقیم(ازنظر خودشان) بر روی دو خط مجزا طولی، از استوا بسمت قطب شمال هستند.

ادامه دارد....

🆔 @Physics3p

✍ نوشتهٔ A.M.H

↙ سرعت نور به شدت آهسته است+پست پنجم

🔸هرچه دورتر می‌روید، سرعت نور افسرده‌کننده‌تر می‌شود

مانعِ سرعت محدود نور برای فضاپیمایی مثل افق رویداد که اکنون در فاصلۀ بیش از ۴ میلیارد مایل تا زمین قرار دارد و فضاپیمای ویجر ۱ و ۲ که هریک به فضای میان ستاره‌ای رسیده‌اند، چالش‌برانگیزتر می‌شود. وقتی به خارج از منظومه‌ شمسی نگاه می‌کنید، وضعیت افسرده‌کننده‌تر می‌شود.

نزدیکترین سیارۀ فراخورشیدی شناخته شده به نام پروکسیما b تقریبأ ۴٫۲ سال نوری با ما فاصله دارد (فاصله‌ای که تقریبأ ۳۹٫۷ تریلیون کیلومتر است). هرچند، سریعترین فضاپیمایی که تاکنون به فضا رفته کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا با سرعت ۳۴۲ هزار کیلومتر بر ساعت است؛ و با این سرعت، ۱۳۲۱۱ سال طول می‌کشد تا به پروکیسما b برسد.

🔵 منبع: بیگ بنگ

🆔 @Physics3p

↙ سرعت نور به شدت آهسته است+پست چهارم

🔸نور با چه سرعتی بین زمین و مریخ حرکت می‌کند

سومین انیمیشن چالشی را نشان می‌دهد که بسیاری از دانشمندان به طور روزانه با آن مواجه می‌شوند. وقتی ناسا سعی می‌کند داده‌هایی را از یک سفینه فضایی دانلود کند، مثل کاوشگر اینسایت در مریخ، فقط می‌تواند این کار را با سرعت نور انجام دهد.

همانطور که کلیپ ۶۰ ثانیه‌ای اودونوگ نشان می‌دهد، ۳ دقیقه و ۲ ثانیه طول می‌کشد تا نور بین زمین و مریخ در بیشترین فاصله حرکت کند. این زمان شش ۶ دقیقه و ۴ ثانیه برای یک سفر دایره‌ای با سرعت نور است. اما به طور میانگین، مریخ ۲۴۰ میلیون کیلومتر با زمین فاصله دارد – بنابراین میانگین ارتباط یک سفر دایره‌ای تقریبأ ۲۸ دقیقه و ۱۲ ثانیه طول می‌کشد.

ادامه دارد

🆔 @Physics3p

↙ سرعت نور به شدت آهسته است+پست سوم

🔸نور با چه سرعتی بین زمین و ماه طی می‌شود

دومین انیمیشن اودونوگ یک قدم بزرگ از زمین دور می‌شود تا به ماه برسد. به طور میانگین، فاصلۀ زمین تا ماه ۳۸۴۴۰۰ کیلومتر است. این یعنی تمام نور ماه که ما مشاهده می‌کنیم ۱٫۲۵۵ ثانیه دیرتر به ما رسیده و یک سفر دایره‌ای بین زمین و ماه با سرعت نور تقریبأ ۲٫۵۱ ثانیه طول می‌کشد.

هرچند، این زمانبندی هر روز بیشتر می‌شود، زیرا ماه هر سال ۳٫۸ سانتیمتر از زمین دورتر می‌شود. (ماه از طریق جزر و مدهای اقیانوس، دائمأ انرژی چرخشی زمین را تضعیف می‌کند و مدارش را تا فاصلۀ بیشتری تقویت می‌کند).

ادامه دارد
🆔 @Physics3p

↙ سرعت نور به شدت آهسته است+پست دوم

🔸نور نسبت به زمین با چه سرعتی حرکت می‌کند

یکی از اولین انیمیشن‌های اودونوگ نشان می‌دهد که نور با چه سرعتی به دور زمین می چرخد. اگر زمین ما هیچ جوی نداشت (هوا نور را منکسر کرده و سرعتش را کُند می‌کند)، آنگاه فوتونی که از سطح زمین فرار می‌کرد می‌توانست استوا را تقریبأ ۷٫۵ بار در ثانیه سپری کند. در این نمایش، سرعت نور به نظر نسبتأ سریع است – گرچه در ادامه می بینید که این سرعت چقدر محدود است.

ادامه دارد
🆔 @Physics3p

↙ سرعت نور به شدت آهسته است+پست اول

در یک خلأ کاملأ خالی، یک ذره‌ی نور که فوتون نامیده می‌شود می‌تواند با سرعت ۲۹۹۷۹۲ کیلومتر بر ثانیه یا تقریبأ ۱٫۰۷۹ میلیارد کیلومتر بر ساعت حرکت کند. این سرعت خیلی بالاست. هرچند، اگر بخواهید با سیارات دیگر ارتباط برقرار کنید یا به آنها برسید، به ویژه جهان‌های فراتر از منظومه شمسی ما، سرعت نور می‌تواند به طرز نا امیدکننده‌ای آهسته باشد.

برای توصیف قابل فهمِ محدودۀ سرعت کیهان، “جیمز اودونوگ”، دانشمند علوم سیاره‌ای در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا این قضیه را بصورت انیمیشن نشان داد. اودونوگ گفت: «انیمیشن‌های من تمام چیزی که سعی دارم بگویم را به سرعت نشان می‌دهند. وقتی آزمایشاتم را بازبینی می‌کردم از مفاهیم پیچیده‌ای را برای درک این موضوع استفاده کردم.»

ادامه دارد
🆔 @Physics3p

📚ریاضیات

📎قسمت بیستم تاریخچه جبر

🔸پیشرفت جبر بوسیله ریاضی دانان ایرانی

@Physics3p

محمد بن موسی خوارزمی (زاده حدود سال ۷۸۰ میلادی و درگذشته ۸۵۰ میلادی) ریاضیدان، ستاره‌شناس، فیلسوف، جغرافی دان و مورخ شهیر ایرانی در دوره عباسیان است. وی در حدود سال ۷۸۰ میلادی (قبل از ۱۸۵ قمری) در خوارزم زاده شد. ابن ندیم و قفطی اصالت او را از خوارزم می‌دانند. لقب وی معمولاً اشاره به شهر خوارزم دارد که همان خیوه کنونی واقع در جنوب دریاچه آرال مرکزی و بخشی از جمهوری ازبکستان کنونی است. شهرت علمی وی مربوط به کارهایی است که در ریاضیات، به ویژه در رشته جبر، انجام داده به‌طوری‌که هیچ‌یک از ریاضیدانان سده های میانه مانند وی در فکر ریاضی تأثیر نداشته اند و وی را «پدر جبر» نامیده اند. جرج سارتن، مورخ مشهور علم، در طبقه‌بندی سده ای کتاب خود مقدمه‌ای بر تاریخ علم سده نهم میلادی را «عصر خوارزمی» می‌نامد.

@Physics3p

خوارزمی ریاضیدان بنام قرون وسطی است که حاصل تحقیقات و تألیفات او هنوز مورد استفاده می‌باشد و کتاب جبر و مقابله او را بسیاری از مترجمان مشهور قرون وسطی ترجمه کرده‌اند. بیشترین چیره‌دستی وی در حل معادله‌های خطی و درجه دوم بوده‌است. کتاب Algoritmi de numero Indorum که ترجمه کتاب جمع و تفریق با عددهای هندی او به لاتین است باعث شد تا دستگاه عددی در اروپا از عددنویسی رومی به عددنویسی هندی-عربی تغییر یابد؛ چیزی که هنوز نیز در اروپا و دیگر نقاط جهان فراگیر است. واژه جبر را اروپائیان بطور کلی از کتاب خوارزمی و اصطلاح امروزی الگوریتم (Algorithmus) از نام خوارزمی گرفته شده‌است. به هنگام خلافت مأمون، وی عضو دارالحکمه که مجمعی از دانشمندان در بغداد به سرپرستی مأمون بود، گردید. خوارزمی کارهای دیوفانت را در رشته جبر دنبال کرد و به بسط آن پرداخت.

🔘 پس از سقوط امویان در ۱۳۲ هجری قمری و روی کار آمدن عباسیان، ایرانیان که در پیروزی عباسیان نقش اصلی را داشتند برای نخستین بار مناصب مهم و حساسی را در دستگاه خلافت به دست گرفتند. توجه خاص ایرانیان به ریاضیات، نجوم، پزشکی، فلسفه و دیگر شاخه‌های علوم عقلی موجب شد که خلفای عباسی نیز تحت نفوذ وزیران و کارگزاران ایرانی خود، اندک اندک به حمایت از دانشمندان علاقه‌مند گردند. چند سالی پیش از زاده شدن خوارزمی، و در سال ۱۶۰ قمری، هارون الرشید، خلیفه مقتدر عباسی به خلافت رسید.
در زمان هارون خاندان ایرانی برمکیان، که سابقه‌ای کهن در پرداختن به علوم و حمایت از دانشمندان داشتند، به قدرت و اعتباری کم‌ نظیر دست یافتند. برمکیان از همهٔ امکانات خود برای ترجمهٔ آثار علمی از زبان‌های پهلوی یا همان فارسی میانه (زبانی که پیش از فارسی دَری دست کم تا سدهٔ دوم هجری در ایران رواج داشت)، یونانی و سریانی (زبان کهن مردم سوریه) و پیشبرد پژوهش‌های علمی و فلسفی بهره بردند.

@Physics3p

⚪️ کوشش های "خاندان برمکیان" زمینه ساز شد تا مسلمانان گام های بلندی را در زمینهٔ علوم مختلف بردارند. اما افزایش روز به روز شهرت و قدرت برمکیان، نگرانی هارون و دیگر بزرگان خاندان عباسی را برانگیخت و در نتیجه هارون در اواخر دورهٔ خلافت خود (سال ۱۸۷ قمری) برخی افراد این خاندان را کشت و بقیه را زندانی کرد. ۶ سال بعد هارون درگذشت و فرزندش امین به خلافت رسید. دوران کوتاه خلافت امین نیز سراسر به جنگ و خون‌ریزی گذشت. نابودی برمکیان، مرگ هارون و ناآرامی‌های دورهٔ خلافت توقفی کوتاه در روند پیشرفت علمی مسلمین ایجاد کرد. اما در سال ۱۹۸ قمری، با به خلافت رسیدن مأمون که در محیطی ایرانی رشد کرده بود و فرهنگ ایرانی تأثیر بسیاری بر او گذارده بود، توجه به پژِوهش‌های علمی به مراتب بیش از روزگار هارون شد.

➖اگر چه سفّاح نخستین خلیفهٔ عباسی- ۱۳۲ تا ۱۳۶ ه‍.ق توجهی به علوم نداشت و اما فعالیت‌های علمی در حکومت بنی عباس در واقع از زمان خلافت منصور و بنای شهر بغداد شروع و گسترش یافت. منصور به نجوم، طب و کیمیا علاقه داشت تا جایی که بدون مشورت با ستاره شناسان به کاری دست نمی زد.
بدین گونه بود که ابوسهل نوبخت اخترشناس ایرانی و ماشاءالله اثری ایرانی به همراه وزیر منصور به بغداد نزدیک شده و نقشه شهر را طراحی کردند. هارون موقعی به خلافت نشست که مسلمانان با اندیشه و آثار یونانیان و ایرانیان آشنا شده بودند و مترجمان بسیاری را در رشته‌های گوناگون در محلی به نام بیت الحکمه مأمور ترجمه کتب کرده بودند.

منبع دانشنامه رشد

@Physics3p

ادامه دارد...

✍ از سوفیا

No comments ...
@Physics3p

📚 کتاب هفته

📎 عنوان: فیزیک برای همه
✍ نویسنده: کیتایگارودسکسی ، لاندائو
☑️ موضوع: فیزیک - علم

#فارسی
#پیشنهاد_ویژه_کانال

🆔 @Physics3p

⭕️ آزمایش ذهنی گربهٔ شرودینگر

اروین شرودینگر از بنیان گذاران مکانیک کوآنتومی، در این آزمایش سعی دارد به یکسری از مفاهیم مهم مکانیک کوآنتومی دست یابد. این آزمایش چگونه کار میکند و چه کاربردی در مکانیک کوآنتومی میتواند داشته باشد؟

#زیرنویس_فارسی

🆔 @Physics3p

⭕️ ناسازگاری های "مکانیک کوآنتوم" و "نسبیت" (۱)

یکی از اصول مهم در مکانیک کوآنتوم که پیشتر به معرفی آن پرداختیم، اصلِ عدم قطعیت است. این اصل برای جفت های تکانه-مکان و انرژی-زمان بیشتر بیان میشود. براساس این اصل، هرچه دقتِ سنجشِ تکانه یا بنوعی سرعت ذره ای بیشتر شود، در سنجش موقعیت آن ذره بی دقتتر میشویم یا دارای عدم قطعیت بیشتری خواهیم شد.

براساس نسبیت عام، جرم و انرژی باعث خمش بافت فضا-زمان خواهند شد و در فیزیک این خمش، بصورت نیروی گرانشیِ وارد بر سایر اجسام احساس میشود. با پذیرش اصل عدم قطعیت مکانیک کوانتوم، اگر ما برای مثال ذره ای فرضی موجود در بافت فضا-زمان را بگونه ای مورد بررسی قرار دهیم تا بتوانیم موقعیت دقیق آن را تعیین کنیم، بدلیل وجود این اصل، تکانه و در نتیجه انرژی جنبشی آن ذره به بینهایت میل خواهد کرد!

انرژی نیز سبب خمش بافت فضا-زمان خواهد شد و با افزایش انرژی تا این اندازه و در نتیجه خمش بسیار زیاد فضا-زمان، در حقیقت ما باید با جرمی با گرانش بسیار زیاد روبرو باشیم که این همان سیاهچاله فضایی است!
یعنی ترکیب اصل عدم قطعیت مکانیک کوآنتوم با نسبیت عام، نتیجه ای نامعقول به بار میاورد!

🆔 @Physics3p

قسمت نُهم و دهم مطلبِ فوق👆👆

📚 از "هیچ" تا "هیچ"؛ نگرشی نو بر خلقت و ابدیت جهان هستی

📎 قسمت دوازدهم: در تار و پود فضا-زمان - بخش دوم

🆔 @Physics3p

🔹برداشتِ انیشتین این بودکه، اینکه c کران دار و ثابت است یعنی ما باید دوباره راجع به چیزهایی که پیشتر آنها را واضح میپنداشتیم تفکر کنیم! در نهایت او نتایج منطقیِ قضیه را بررسی کرد و دریافت که نه تنها بازه های زمانی، بلکه فاصله هایی که در یک چارچوبِ لَخت سنجید شوند، با آنهاییکه در چارچوبِ لختِ دیگری سنجید شوند متفاوت است و این تفاوت وابسته به سرعتِ این دو چارچوبِ لخت نسبت به یکدیگر است! این تغییرات نسبی طول و زمان با نسبتی که لورنتز و جرالد نشان دادند(قسمتِ دهم) قابل اندازه گیری هستند. بازه هایِ فضایی منقبض میشوند و زمان کِش میاید و هردو به یک مقدار؛ تا عددِ سرعتِ نور را برای دو ناظر که نسبت به هم در حال حرکت باشند ثابت نگاه دارند!

🔸شاید با یک مثال این موضوع بهتر برایتان جا بیافتد! در پرتوهای کیهانی ذره ای بنام «میون» وجود دارد. یک میون در حالتِ عادی(حالت سکون یا حالت یکسان نسبت به ما) تنها یک میلیونم ثانیه عمر میکند‌. این زمان به اندازهٔ کافی کوچک است!
حال فرض کنید شما یک میون بودید که در لایه های بالاییِ جوِ زمین، و در فاصله ۲۰ کیلومتری از سطح زمین متولد شده اید و با سرعت نور، یعنی سرعت تقریبی ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه بسمت زمین حرکت میکنید. با این حساب، یعنی با در نظر گرفتن طول عمرتان و سرعت حرکت شما و قرار دادن آن در رابطهٔ سرعت، شما تنها ۳۰۰ متر قادرید حرکت کنید تا به آرامش ابدی برسید(بمیرید)!

🔹اما جالب است بدانید همین حالا میون هایِ پرتوهایِ کیهانی در اتاق شما حضور دارند و با داشتن چنین عمر کوتاهی، توانستند فاصلهٔ فرضی ۲۰ کیلومتری از شمارا طی کنند!!
چه اتفاقی افتاده؟! در حالتِ عادی بنظر این عجیب و غیر ممکن میرسد. اما با در نظر گرفتنِ اصول نسبیتی، یعنی اینکه طول ها با افزایش سرعت منقبض میشوند و زمان نیز کِش میاید، میتوان این پدیده را توضیح داد. چیز عجیبی رخ نداده! میونِ داستان ما همان یک میلیونم ثانیه عمر میکند اما چیزیکه ساعت آن اندازه میگیرد، با آنچه که شما برای آن اندازه میگیرید، متفاوت است! برای اون همان یک میلیونم ثانیه گذشت، اما برای شما کمی دیرتر!
همچنین او فاصله ۲۰ کیلومتر را کمتر از مقدارِ ۲۰ کیلومتری که شما برای آن اندازه میگیرید، میسنجد. چون طول نیز برای آن منقبض شده است.

💢 فضا-زمان

🔸اما چطور این اتفاقات میافتد؟ چرا حرکت در فضا باید زمان را نیز دستخوش تغییر کند؟ انیشتین بدین موضوع پی برد که مفهوم و ارتباطی ژرف میان فضا و زمان وجود دارد. سپس ریاضیدان آلمانی و استاد انیشتین، "هرمان مینکوفسکی"، متوجه شد که اگر فضا و زمان را چهاربُعدی و بصورتِ مفهوم چهاربُعدیِ فضا-زمان در نظر گیریم، این مشکل حل میشود.

🔹همهٔ ما با قضیهٔ فیثاغورس در دوبُعد(صفحه) آشنایی داریم. این قضیه میگوید مجموعِ مربعِ مقدار طول(x) و عرض(y) برابر است با مربعِ مقداری ثابت که بدین صورت:«x²+y²=s²» نیز بیان میشود. همچنین این قضیه را با افزودن یک بُعد اضافی، میتوان در سه بُعد نیز چنین درنظر گرفت:«x²+y²+z²=s²» که در هر چارچوبِ لختی همواره برقرار است.

🔸در نسبیتِ خاص وقتی از یک چارچوب به چارچوب دیگر برویم، این مقدار بی تغییر نخواهد بود. هرچند ساعت ها هم با سرعت های متفاوتی حرکت میکنند!
مینکوفسکی نشان داد که این ترکیبات از فضا و زمان در دو چارچوب بی تغییر باقی میماند(با افزودن بُعد زمان به قضیه طول، رابطه فیثاغورس چنین بیان میشود که نشان دهنده ارتباط میان فضا و زمان بصورت هندسی است):«x²+y²+z²-c²t²=s²» که c همان سرعت ثابت نور است. مینکوفسکی پیشنهاد داد که فضا و زمان را مفهوم چهاربُعدیِ واحدی بنام فضا-زمان بدانیم!
علامتِ منفیِ پشتِ زمان نیز ارتباط مکملیّت میان فضا و زمان که پیشتر بیان کردیم را نشان میدهد.

🔹اما چیزی که نبودِ آن در اینجا(در نسبیت خاص) بشدت احساس میشود، گرانش یا شتاب است!
گرانش همواره برای هر جرمی وجود دارد و نسبیت نیز به ما میگوید جرم و انرژی در حقیقت یک چیزاند با دو چهرهٔ متفاوت. پس نیروی گرانشی ستارگان و سیارات، همواره بر نور که خود از جنس انرژی است اثر میگذارد. این نیرو طبق قوانین نیوتن باعث شتاب(در اینجا تغییر جهت حرکت نور) و خمش آن میشود.
درهرحال این تأثیرات گرانشی حائز اهمیت است که در ادامه انیشتین، پس از ۱۰ سال با ارائه نظریهٔ نسبیتِ عام خود آن را اصلاح کرد!!

👈🏻 این نظریه مفهوم فضا-زمان را بیش از پیش برای ما تبیین میکند و ما نیز از آن کمک خواهیم گرفت تا به هدفِ اصلی خود، یعنی رسیدن به "هیچ" در تار و پود بافت فضا-زمان، و ماهیت آن دست یابیم!!

ادامه دارد....

✍ نوشتهٔ A.M.H

⚛ https://t.me/physics3p

📚 از "هیچ" تا "هیچ"؛ نگرشی نو بر خلقت و ابدیت جهان هستی

📌 مطالعه از ابتدا:
https://t.me/physics3p/3005

📎 قسمت یازدهم: در تار و پود فضا-زمان - بخش اول

🆔 @Physics3p

🔹آزمایشِ مایکلسون و مورلی نشان میداد که زمین طوری درون اِتِر حرکت نمیکند که سنجش پذیر باشد. همچنین لورنتز و جرالد اعلام کردند که اتِر بنوعی وجودِ خود را مخفی میکند! اما آلبرت انیشتین در سال 1905 با ارائه نظریهٔ نسبیتِ خاص خود بیان کرد که توضیحی بنیادی تر وجود دارد: اصلا اتری وجود ندارد!
انیشتین زمانیکه 16 ساله بود با خود فکر کرد سفر سوار بر پرتو نور چگونه است؟ این تفکر بعدها باعث شد او به مجموعه‌ای از آزمایشات ذهنی دست بزند که در نهایت به نظریهٔ نسبیتِ خاص ختم شد. اما این نظریه به ما چه میگوید و چگونه میتواند در ادامهٔ مسیرمان یعنی دستیابی به "هیچ" به ما کمک کند؟

💢 نسبیت و فضا-زمان

🔸حرکت مهمترین جزِ هستی که سبب پویایی و موجودیّتِ جهانِ هستی است، با مفاهیم فیزیکی متفاوتی مانند سرعت و شتاب(یا نیرو-شتاب: براساس قانون دوم نیوتن این دو بیکدیگر مرتبط اند) توصیف میشود. در حقیقت تفکر در باب سرعت و حرکتِ نور بود که مارا به نظریهٔ نسبیتِ خاص رساند.

🔹سرعت یعنی نسبت جابجایی در واحد زمان. براساس عقلِ سلیم، یا بهتر بگوییم براساس قوانین کلاسیک نیوتن، ابزارهای سنجشِ سرعت برای همه باید بطوریکسان عمل کند. چون حداقل میدانیم که قوانینِ فیزیک پارتی بازی نمیکنند!
اما آلبرت انیشتین نشان داد که پارتی بازی بخشی از ذاتِ طبیعت است و قوانینِ فیزیک، بظاهر برای "نور" بگونه ای متفاوت عمل میکنند.

🔸انیشتین از معادلات ماکسول، که توصیف کنندهٔ رفتارِ تابش های الکترومغناطیس است، و همچنین با انجام مجموعه ای از آزمایشاتِ ذهنی(که در مطالب مربوط به نسبیت در همین کانال مورد بررسی قرار گرفت) فهمید که "سرعتِ نور" برای تمام اجسام در چارچوبِ لَخت یکسان و برابر با عدد تقریبی 300 میلیون متر در ثانیه است!
در نگاه اول شاید این موضوع ساده بنظر برسد! اما به پرسش نخست انیشتین که در نوجوانی برای او مطرح شد بازگردیم. اگر شما سوار بر پرتو نور شده باشید، یا حتی خودتان یک پرتو نور بودید، حرکت سایر پرتوهای نور را چگونه میدید؟

🔹پاسخ به این پرسش مارا از اندیشهٔ مطلق گرایی، به تفکر نسبیِ حرکت سوق میدهد که خود پایه و اساس نسبیت است. بدین ترتیب بظاهر عقلِ سلیم در برابر پرتوهای نور در میماند، چون فرقی نمیکند که شما با چه سرعتی و در چه جهتی در حال حرکت باشید، چون در هر حالت پرتو نور با سرعتی ثابت و مشخص بسمت شما میاید!
حال چگونه میتوان با دانستن مفاهیم نسبیِ حرکت و پذیرش این اصل که سرعتِ نور همواره ثابت است(درمرجع لخت)، این ثابت بودن سرعت نور را توضیح داد؟ انیشتین دریافت که چیزی باید در درک ما از مفاهیم "فضا" و "زمان" اشتباه باشد!

🔸برای فهمِ ساده تر موضوع، فرض کنید سرعتِ نور برابر با عدد ثابت c است. اگر شما با سرعت ثابت d بسمت این پرتو نور که بسمت شما درحال حرکت است، حرکت کنید، با توجه به مفاهیمِ نسبی حرکت، انتظار داریم سرعتِ حرکت این پرتو نور بسمت شما، برابر با c+d باشد(مثال قایق و موج دریا در قسمت های پیشین را بیاد آورید!). اما گفتیم سرعتِ نور باید همواره ثابت بماند. از طرفی میدانیم که سرعت، برابر است با طول بر زمان. انیشتین دریافت که تنها در یک صورت میتوان این سرعت را ثابت نگاه داشت و آن اینست که تحریفات زمانی را بپذیریم!

🔹یعنی اینیشتین دریافت که این حقیقتِ غریب کهc عددی ثابت است و بستگی به حرکت فرستنده یا گیرندهٔ نور ندارد، بنوعی مرتبط با "تفاوت زمانی" افرادی است که نسبت به هم درحال حرکت اند. یک راه طبیعی نیز برای ثابت بودن سرعت نور وجود دارد و آن اینست که این عدد بینهایت بود! در اینصورت دیگر لازم نبود ما اینقدر به تعریف، سنجش و بازه های زمانیِ حرکتِ نور بیاندیشیم(شاید بپرسید چطور با بینهایت بودن این سرعت میتوان این موضوع را توضیح داد؟ بازهم به تعریفِ سرعت بازگردیم! دو مقدار برای طول در صورت و زمان در مخرج این تعریف، در نظر گیرید که نسبت این دو برابر با بینهایت شود! شما هرچقدر این دو عدد را کوچک یا بزرگ کنید(در صورت ثابت نگاه داشتن یکی از این دو عدد)، بازهم میشود ماهیت این عدد بینهایت را حفظ کرد. یعنی تا حدی لازم نیست آنچنان هم نگران کوچکتر یا بزرگتر شدن این دو عدد باشیم!) در حرکاتِ روزانهٔ ما سرعتِ نور چنان زیاد است که میتوان آن را بینهایت در نظر گرفت و بنابراین لازم نیست چندان نگران اینگونه تغییرات زمانی باشیم!

ادامه دارد....

✍ نوشتهٔ A.M.H

🆔 @Physics3p

⭕️ از "هیچ" تا "هیچ" : مروری کوتاه از قسمت ۱ تا ۱۰

🆔 @Physics3p

پرسش «هیچ» چیست و آیا میتوان بدان دست یافت؟ از جمله پرسش هایی بود که ذهن بشر را از زمان نخستین به خود مشغول کرده بود و اندیشمندان و فیلسوفان باستان نیز به وفور بدان پرداختند.
در قسمت های نخستین این مطلب، ما نیز با این پرسش شروع کردیم و سعی داشتیم با بررسی اندیشهٔ فیلسوفان باستان، به این پرسش تا حد امکان پاسخ دهیم‌!

در این میان با یک اندیشهٔ مهم باستانی که «طبیعت از خلأ بیزار است!» برخورد کردیم و در پی آن بودیم که بفهمیم چرا فیلسوفان باستان، همچون ارسطو و دیگران چنین فکر میکردند که طبیعت از خلأ بیزار است و موجودیت "هیچ" غیرممکن است و چرایی این اندیشه چیست؟ و آیا در حقیقت، طبیعت از خلأ یا هیچ شدن بیزار است؟
برای پاسخ به این پرسش، اندیشهٔ مادهٔ نخستین را بررسی کردیم و با مرور آزمایش توریچلی و پاسکال نشان دادیم که چرا چنین بنظر میرسد که طبیعت از خلأ بیزار است و به مفهوم فشار هوا که مسبب این بیزاریِ ظاهریست پی بردیم.

در ادامه به کنکاش درون اتم پرداختیم تا "هیچِ" حقیقی را درون آن جستجو کنیم و به پرسش نخستین خود پاسخ دهیم. اما با جستجوی بیشتر درون اتم، به مفهوم "میدان" و "موج" رسیدیم و سعی کردیم این دورا تا حد امکان برای خود توجیه کنیم.
در ادامهٔ راه و بررسی انواع موج های مکانیکی و الکترومغناطیسی و اینکه امواج، درون چه چیزی خودنمایی(حرکت) میکنند، به مفهوم اِتِر رسیدیم تا بتوانیم هم اندیشهٔ نخستین "طبیعت از خلأ بیزار است" را حفظ کرده باشیم، و هم اینکه حرکات نور را بعنوان نوعی از امواج الکترومغناطیس توضیح دهیم!

اما با پیشروی بیشتر و بررسی آزمایشات فیزیکدانان، پی بردیم این اندیشهٔ نخستینِ اِتِرِ پراکنده در فضا نیز نمیتواند صحیح باشد و با بررسی بیشتر نور، به مفهوم نسبیت دست یافتیم و سعی داریم مفهوم فضا-زمان را جایگزین اندیشهٔ اِتِر نخستین گردانیم!

و اکنون ادامهٔ مطلب👇