نظریه سی پی اچ بر اساس تعمیم سرعت نور از انرژی به ماده بنا شده است.
سی پی اچ در ژورنالها
|
فراتر از نور
|
|
متن سخنرانی در دانشگاه بابل 23 اسفند هشتادو چهار
آیا سرعت نور حد سرعت هاست؟
به نام خدا
مقدمه: قبل لز هرچیز لازم می دانم از دوستانی که زحمت تشکیل این سمینار را تقبل کردند، تشکر کنم. امیدوارم با گسترش بحث های علمی در دانشگاه ها، کشور عزیزمان موقعیت بلقوه ی خود را در سطح جهان به منصه ی ظهور برساند اگر ما بخواهیم در این مورد که آیا سرعتی بالاتر از نور وجود دارد،سخن بگوییم، قبل از هر چیز باید، خود نور را کاملاً شناخته باشیم. آنچه که ما در مورد نور میدانیم، همه ناشی از خواص ظاهری آن است. هیچگاه این مورد مورد توجه و بررسی قرار نگرفته که واقعیت ساختاری نور چیست؟ لذا تا زمانیکه ساختار فوتون تعریف نشود، نمی توان ادعا کرد که سرعتی فراتر از سرعت نور وجود دارد یا نه؟ از آنجاییکه فیزیک دانشی تجربی است، لذا هر تعریفی در مورد ساختار فوتون نیز باید، از پایگاه تجربی محکمی برخوردار باشد. اما اینکه در نسبیت سرعت نور در تمام دستگاه های لخت مقدار ثابتی است، بارها با تجربه تایید شده است لذا فرض وجود سرعتی فراتر از سرعت نور، ظاهرا در گام نخست نسبیت را به چالش می کشد. چون نسبیت نظریه ای منسجم و مستحکم است، منطقی است که فراتر از نور بحثی به مورد به نظر برسد. اما واقعیت غیر از این است. زیرا آنچه که در نسبیت در مورد سرعت نور مطرح شده، تنها مختص به دستگاه های لخت است. چنین دستگاهی بدون شتاب است. پس بایستی مسئله ی سرعت نور را از در دو زمینه ی مجزا مورد بررسی قرار داد. یکی اینکه چرا سرعت نور در دستگاه لخت ثابت است و دیگر اینکه آیا در دستگاه شتاب دار سرعت نور تغییر می کند یا نه؟ بنابراین تعریف ما از ساختمان فوتون باید دارای سه ویز|ی باشد 1 - زیر بنای تجربی داشته باشد. 2 - دلیل ثابت بودن سرعت نور نسبت به دستگاه لخت را توضیح دهد و این کاری است که نسبیت به آن نپرداخته است. 3 - دلیل وجود سرعتی بالاتر از سرعت نور را متذکر شود.
اهمیت توجه به ساختمان فوتون ارتباط و اطلاعات ما از اجسام فرازمینی اعم ماه و خورشید که جزئی از منظومه ی شمسی هستند تا ستارگان و کهکشانها تنها از دو طریق امکان پذیر است. یکی آثار گرانشی این اجرام و دومی نوری که از آنها به ما می رسد. گرانش را نخستین بار نیوتن تحت عنوان قانون جهانی گرانش فرمول بندی کرد و در نسبیت عام تحت عنوان فضا-زمان تکمیل گردید. و نور پدیده ای است که محدوده ی مکانیک کوانتوم مورد بررسی قرار می گیرد آنچه در این زمینه مورد توجه و پذیرش فیزیکدانان قرار گرفته این است که به گفته ی دیراک فوتون یک ذره ی بنیادی است که نمی توان به ساختمان آن پرداخت. و تنها چیزی که در این اختر فیزیک و کیهان شناختی مورد توجه و بررسی قرار گرفته، اثر دوپلری نور و جابجایی بسمت سرخ گرانش است. مشاهدات هابل نشان داد نوری که از کهکشانها به ما می رسد، جابجایی بسمت سرخ از خود نشان می دهد. وی با توجه به اثر دوپلر نشان داد که کهکشانها در حال دور شدن از ما هستند و هرچه فاصله ی آنها از زمین بیشتر باشد، با سرعت بیشتری در حال فرار هستند. این مشاهدات فیزیکدانان را به ارائه ی نظریه انبساط فضا و بیگ بنگ رهنمون گردید. در اواخر قرن بیستم مشاهدات کیهانی نشان داد که انبساط جهان دارای شتاب است و در نتیجه مسئله ی انرژی تاریک مطرح گردید که هنوز از رموز حل نشده ی فیزیک است اگر همانطور که دیراک تصریح کرده، فوتون را بدون ساختمان در نظر بگیریم، راهی نداریم بجز اینکه تنها با استفاده از اثر دوپلر مشاهدات خود را در مورد کهکشانها را مورد بررسی و نتیجه گیری قرار دهیم. اما می توانیم با فاینمن همصدا و برای گرفتن نتیجه ی بهتر با اندیشه ای متفاوت مشاهدات خود را بررسی کنیم و به نتایج جدیدی دست یابیم که ما را در درک بهتری از جهان یاری کند زمانی می توانیم به درستی اطلاعات دریافتی باور داشته باشیم که یقین داشته باشیم که علائم حامل اطلاعات دستخوش در طول مسیر دچار هیچگونه تغییری نشده باشند آیا حقیقتاً خود فوتون بدون هیچ اثر خارجی در یک سفر میلیاردها سالی دستخوش هیچگونه تغییری نمی شود؟ آیا فوتونهای دریافتی از یک کهکشان دور است، همانی است که کهکشان را ترک کرده است؟ بنابراین بدون شناخت ساختمان فوتون، نمی توان به صحت اطلاعات دریافتی اعتماد داشت. در اینجا ساختمان فوتون مورد بررسی قرار می گیرد و دوستان علاقه مند می توانند برای مطالعه ی بیشتر به مقالات زیر مراجعه فرمایند.
لزوم توجه با امواج الکترومغناطیسی نور معمولی بخش بسیار کوچکی از طیف امواج الکترومغناطیسی است. پس اجازه دهيد يک نگاه جديد به رفتار الکترومغناطيسي در ميدان گرانشي بيندازيم، اين نگرش مي تواند در حل اين معما که فوتون از چه ذراتي تشکيل شده، مفيد واقع گردد. همچنانکه مي دانيم يک موج الکترومغناطيسي از دو ميدان الکتريکي و مغناطيسي عمود بر هم تشکيل شده است که با سرعت خطي برابر با سرعت نور حرکت مي کنند. شکل زير
با توجه به توصيف امواج الکترومغناطيسي و نظريه هيگز و ترکيب اين دو نظريه به نتيجه بسيار جالبي خواهيم رسيد. در اينجا دو ميدان داريم، يکي ميدان الکتريکي و ديگري ميدان مغناطيسي که با توجه يه نظريه هيگز، اين ميدانها توسط ذرات هيگز ايجاد مي شوند. اما در اينجا ميدانها متفاوتند، يکي ميدان ابکتريکي که توسط ذراتي ايجاد مي شوند که از خود، خواص الکتريکي بروز مي دهند و با سرعت خطي برابر سرعت نور منتقل مي شوند. اما علاوه بر سرعت خطي که در موج الکترومغناطيسي دارد، روي محور عمود بر آن نيز داراي حرکت است. لذا مجموع مسيري که اين ذرات در واحد زمان طي مي کند، بيشتر از سرعت نور است.
در اينجا سه نکته کاملاً مشهود و قابل تعمق است 1 – اين ذرات خواص الکتريکي دارند. چون به اندازه بار الکتريکي پايه (بار الکتريکي الکترون يا پروتون) نيستند، لذا آنها را بار – رنگ مي ناميم. بطور مشابه در مورد ميدان مغناطيسي و ذرات تشکيل دهنده ي آن ميتوان چنين تعبيري داشت که ميدان مغناطيسي اطراف فوتون از مغناطيس – رنگ تشکيل شده است 2 – حرکت اين ذرات را مي توان شامل سه نوع حرکت دانست، يکي سرعت خطي که برابر سرعت انتقال موج الکترومغناطيسي (برابر سرعت نور)، دوم سرعتي که در ميدان دارند (در شکل بالا مشخص شده است) و سوم اسپين اين ذرات. لذا مجموع مقادير سرعتها برابر مقدار سرعت اين ذرات است که آن را با Vc نشان مي دهيم. بطور وضوح مشخص است که Vc > c که در آن Vc, c بترتيب مقدار سرعت نور و مقدار سرعت بار – رنگ و مغناطيس – رنگ هستند. 3 – ميدان گرانشي از ذراتي (گراويتون) تشکيل مي شود که داراي خواص - بار رنگي و مغناطيس – رنگيمي باشند. زيرا همچنانکه در فصل قبل مشاهده شد، هنگاميکه فوتون در ميدان گرانشي در حال سقوط است، انرژي و در نتيجه شدت ميدانهاي الکتريکي و مغناطيسي آن افزايش مي يابد (جابجايي بسمت آبي)، لذا ورود گراويتونها (بار – رنگ و مغناطيس – رنگ) به ساختمان فوتون موجب افزايش انرژي آن مي شود با توجه به اين اطلاعات به تعريف سي. پي. اچ. پرداخته و اصل سي. پي. اچ. را بيان مي کنيم. لازم به ذکر است که براي سي. پي. اچ. از کلمه ي ذره استفاده شده است، منظور از ذره همان نقطه ي مادي نيست و در فارسي کلمه اي که گوياي مفهوم سي. پي. اچ. باشد نديدم. بهمين دليل از لغت ذره استفاده شد. همچنين توجه شود که در مورد شکل آن نيز هيچ نظر خاصي وجود ندارد. لذا هر کس بنا بر برداشت و سليقه ي خود مي تواند براي آن شکل مورد نظر خويش را تجسم کند
تعریف CPH فرض کنیم یک ذره با جرم ثابت m وجود دارد که با مقدار سرعت ثابت Vc نسبت به تمام دستگاه های لخت حرکت می کند. و Vc>c, c is speed of light بنابراین سی. پی. اچ. دارای اندازه حرکت خطی برابر mVc است.
توجه شود که در اینجا برای سی. پی. اچ. از کلمه ی ذره استفاده شده است، منظور از ذره همان نقطه ی مادی نیست و در فرارسی کلمه ای که گویای مفهوم سی. پی. اچ. باشد ندیدم. بهمین دلیل از ذره استفاده شد
اصل CPH Principle of CPH سی. پی. اچ. یک ذره بنیادی با جرم ثابت است که با مقدار سرعت ثابت حرکت می کند. این ذره داری لختی دورانی است. در هر واکنش بین این ذره با سایر ذرات یا نیروها در مقدار سرعت آن تغییری داده نمی شود، بطوریکه:
gradVc=0 in all inertial frames and any space
هنگامیکه نیروی خارجی بر آن اعمال شود، قسمتی از سرعت انتقالی آن به سرعت دورانی (یا بالعکس ) تبدیل می شود، بطوریکه در مقدار Vc تغییری داده نمی شود. یعنی اندازه حرکت خطی آن به اندازه حرکت دورانی و بالعکس تبدیل می شود. بنابراین مجموع انرژی انتقالی و انرژی دورانی آن نیز همواره ثابت است. تنها انرژی انتقالی آن به انرژی دورانی و بالعکس تبدیل می شود. هنگامیکه سی. پی. اچ. دارای حرت دورانی حول محوری که از مرز جرم آن می گذرد است، یعنی زمانیکه سی. پی. اچ. دارای Spin است، آن را گراویتون می نامیم.
When CPH has Spin It calls Graviton
هنگامیکه گراویتون روی یک ذره/جسم کار انجام می دهد، گروایتون ناپدید شده و به انرژی جسم تبدیل می شود. زیرا این امر قابل توجیه نیست که نیرو تولید انرژی کند و هیچ تغییری در آن ایجاد نشود. تمام تلاشها برای پیدا کردن یک نیروی اساسی واحد در طبیعت به این دلیل بی نتیجه بوده است که فیزیکدانان هیچ توجهی به تغییرات نیرو نداشته اند. در حقیقت نیرو و انرژی قابل تبدیل به یکدیگرند. یعنی نیرو به انرژی تبدیل می شود و انرژی نیز به نیرو تبدیل می شود.
همچنین یک
گراویتون روی گراویتون دیگر کار انحام می دهد، اما
نتیحه ی این کار تغییر انرژی جنبشی به انرژی دورانی
است. هنگامیکه
گراویتون ها در کنار یکدیگر قرار می گیرند (ادغام می
شوند) همان جلوه ای را از خود بروز می دهند که ما آن
را انرژی می نامیم.
یک فوتون از تعدادی گراویتون تشکیل می شود که دارای Spin هستند.
همچنین فوتون
دارای اسپین است. بنابراین هنگامیکه فوتون با سرعت نور
حرکت می کند، گرایتون هایی که فوتون را تشکیل داده اند
دارای حرکتهای زیر می باشند: 1- حرکت انتقالی برابر سرعت نور، زیرا فوتون با سرعت نور منتقل می شود و اجزای تشکیل دهنده آن نیز الزاماً با همین سرعت منتقل می شوند.
2- حرکت دورانی (اسپین)، زیرا طبق اصل سی. پی. اچ. مقدار سرعت سی. پی. اچ. بیشتر از سرعت نور است و هنگامیه سی. پی. اچ. ها با یکدیگر ادغام می شوند و سایر ذرات را تشکیل می دهند، مقداری از سرعت انتقالی آنها به اسپین تبدیل می شود و حرکت ناشی از اسپین فوتون، زیرا گراویتون ها در ساختمان فوتون هستند و از حرکت اسپینی فوتون سهم می برند. با توجه به نظریه سی. پی. اچ. ، یک فوتون شامل تعدادی سی. پی. اچ. است که همراه فوتون با سرعت نور حرکت می کنند. اگر اندازه حرکت خطی هر سی. پی. اچ. در ساختمان فوتون را برابر p=mc در نظر بگیریم و فرض کنیم یک فوتون از تعداد n سی. پی. اچ. تشکیل شده ، آنگاه برای فوتون داریم:
هنگامیه فوتون با یک الکترون برخورد می کند، تعدادی (یا همه ی ) سی. پی. اچ. های خود را از دست می دهد. این سی. پی. اچ. ها وارد ساختمان الکترون می شوند.
بار-رنگ و مغناطیس-رنگ هنگامیکه یک سی. پی. اچ. وجود سی. پی. اچ. دیگری را احساس می کند، آنها دارای اسپین می شوند که گراویتون نامیده می شود. یک گراویتون نظیر نیروی الکتریکی رفتار می کند و گراویتون دیگر نظیر نیروی مغناطیسی رفتار می کند، بهمین دلیل میدانهای الکتریکی و مغناطیسی ظاهر می شود. هنگامیکه سی. پی. اچ. دارای اسپین است، بصورت بار-رنگ یا مغناطیس-رنگ ظاهر می شود. در واقع گراویتون به دلیل آنکه دارای اسپین است به یکی از دو صورت بار-رنگ یا مغناطیس-رنگ وجود دارد. سی. پی. اچ. ها هنگامی یکدیگر را حس می کنند که با یکدیگر تماس بگیرند (برخورد کنند که در اینصورت به دلیل اسپین یکدیگر را می رانند) یا در فاصله بسیار کمی از یکدیگر باشند نظیر فاصله ای به اندازه ی طول پلانک که تقریباً برابر است با ( Plank Length that is equal 1.6x10-35 m): در چنین حالتی بار-رنگ/مغناطیس رنگ آنها روی یکدیگر اثر کرده و با هم ترکیب می شوند.
معادله بار-رنگ و مغناطیس - رنگ فرض کنیم دو سی. پی. اچ. با سرعت خطی Vc حرکت می کنند که یکدیگر ار احساس می کنند. آنها یکدیگر را جذب می کنند و با توجه به gradVc=0 آنها دارای اسپین خواهند شد و می توان نوشت:
gradVc=0 =>
axi+ayj+azk=0, that ax is accelerating on x axes, ay is accelerating on y axes, az is accelerating on z axes and i, j and k are unit vectors. یعنی مجموع شتاب ها روی سه محور برابر صفر است.
فرض کنیم که سی پی. اچ. روی محور x حرکت انتقالی دارد. اما سرعت امواج الکترومغناطیسی برابر c نسبت به دستگاه لخت می باشد. بنابراین مقدار سرعت آن تنها روی محور های y and z تغییر می کند و شتاب روی محور x صفر است، یعنی ax=0 تنها شتاب روی دو محور دیگر خواهد داشت بطوریکه ay+az=0 هنگامیکه:
ay→ 0 , az → maximum. And ay → maximum , → az →0
لازم به ذکر است که سی. پی. اچ. ها در ساختمان فوتون (یا هر ذره ی دیگری) با یکدیکر در کنش متقابل هستند و این کنش ها موجب می شود که دائم اسپین آنها تغییر کند. اما سرعت خطی آنها تابع نیروی خارجی موجود در محیط است. بهمین دلیل سرعت امواج الکترومغناطیسی برابر c است. هنگامیکه سی. پی. اچ. ها در کنش با هم قرار گرفتند، یکی از آنها به بار - رنگ تبدیل می شود و برای آن می توان نوشت:
Ec=EcmCosw(t-x/c)
که در آن Ec مقدار بار-رنگ است و Ecm مقدار ماکزیمم بار-رنگ در موج است. برای سی. پی. اچ. دیگر که به مغناطیس-رنگ تبدیل می شود می توان نوشت:
Bc=BcmCosw(t-x/c)
که در آن Bc مقدار مغناطیس-رنگ است و Bcm مقدار ماکزیمم مغناطیس - رنگ در موج است. برای تعدادی سی. پی. اچ. اختیاری داریم:
E=nEcmCosw(t-x/c) B=mBcmCosw(t-x/c)
هنگامیکه یک فوتون در حال سقوط در یک میدان گرانشی است، تعداد n , m افزایش می یابد. بنابراین شدت میدانهای الکتریکی و مغناطیسی یعنی E and B افزایش می یابد. و این به معنی آن است که تعدادی سی. پی. اچ. وارد ساختمان فوتون می شوند.
دلیل ثابت بودن سرعت نور همچنانکه در آغاز بحث مطرح شد، سرعت نور در دستگاه لخت ثابت است. از طرف دیگر اسپین و سرعت خطی سی. پی. اچ. ها در ساختمان فوتون تابع نیروهای خارجی موجود در محیط انتشار است. لذا با ثابت بودن نیروهای موجود در محیط انتشار نور، اسپین و سرعت انتقالی سی. پی. اچ. ها (بار-رنگها و مغناطیس رنگها) ثابت خواهد ماند و در نتیجه سرعت نور نیز تغییر نخواهد کرد. اما با تغییر شرایط، اسپین سی. پی. اچ. ها نیز تغییر می کند و می توان انتظار داشت به سرعتی بالتر از سرعت نور برسیم. در پایان از همه حضار محترم که به صحبت های من توجه کردند، سپاس گزارم.
شاد و پیروز باشید حسین جوادی
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 |
|
Sub quantum space and interactions from photon to fermions and bosons |
|
نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی |
آرشیو موضوعی
|
|
از آغاز کودکی به پدیده های فیزیکی و قوانین حاکم بر جهان هستی کنجکاو بودم. از همان زمان دو کمیت زمان و انرژی بیش از همه برایم مبهم بود. می خواستم بدانم ماهیت زمان چیست و ماهیت انرژی چیست؟