مقدمه :

نور و مسائل مربوط به آن همواره یکی از مباحث مهم و مورد توجه فیزیکدانان بوده و هست. نحستین تلاش های علمی در این زمینه از زمان گالیله آغاز شد. وی به اتفاق همکارش برای اندازه گیری سرعت نور اقدام کردند. روش کار به این طریق بود که همکار گالیله در حالیکه فانوسی در دست داشت بالای تپه ای ایستاده بود و گالیله بالای تپه ای دیگر. هر دو با خود فانوسی داشتند که روی آن را پوشانده بودند. دستیار وی به مجرد آنکه نور گالیله را می دید، با برداشتن پرده از روی فانوس خود به گالیله علامت می داد. گالیله این آزمایش را با فواصل بیشتر و بیشتر تکرار کرد، اما نتوانست اختلاف زمانی بین برداشتن پرده از روی فانوس خود و دستیارش به دست آورد و سرانجام گفت که سرعت نور خیلی زیاد است.

نخستین بار فیزیو با ستفاده از روش غیر نجومی و اصلاح روش گالیله سرعت نور را اندازه گیری کرد و مقدار آن را سیصد و سیزده هزار کیلومتر بر ثانیه به دست آورد. تمام این نتایج به صورت تجربی به دست آمده بود و از پشتوانه ی نظری بی نصیب بود و استناد به این اندازه گیری نمی توانست به یک  نتیجه ی جهان شمول برسد. به عنوان نمونه آیا اندازه ی سرعت های به دست آمده زمینی و سماوی باید یکسان باشد یا خیر؟

در دهه ی 1860 کلارک ماکسول با استفاده از قوانین الکترومغناطیس که خود معادلات آن را نوشته بود دیدگاهی کلی و جهان شمول در مورد سرعت امواج الکترومغناطیسی که نور بخش کوچکی از آن بود، ارائه کرد.

  

 

 

همچنانکه رابطه ی بالا نشان می دهد، سرعت نور (امواج الکترومغناطیسی) در خلاء ثابت است. اما سرعت ثابت امواج الکترمغناطیسی بایستی نسبت به یک دستگاه مقایسه می شد، و این دستگاه همان دستگاه اتر بود. یعنی اتر ساکن مطلق فرض می شد و تمام اجسام نسبت به آن در حرکت بودند و سرعت امواج الکترومغناطیسی و در حالت خاص سرعت نور نسبت به اتر ثابت بود. این نظریه در حالی شکل گرفت که نسبیت گالیله ای نیز معتبر و بی نقص تصور می شد. بنابراین اگر سرعت نور نسبت به یک دستگاه لخت c باشد و دستگاه با سرعت v نسبت به اتر در حرکت باشد، در آنصورت سرعت نور نسبت به اتر wبرابر خواهد شد با   w=c+v

 چنانچه نور در جهت مخالف دستگاه حرکت کند، آنگاه خواهیم داشت  w=c-v بر این اساس ماکسول به فکر محاسبه سرعت حرکت منظومه ی شمسی نسبت به اتر افتاد. وی در سال 1879 طی نامه ای که برای تاد در آمریکا نوشت، طرحی را برای اندازه گیری سرعت حرکت منظومه ی شمسی نسبت به اتر پیشنهاد کرد. یک آمریکایی به نام مایکلسون این طرح را دنبال کرد و برای انجام آزمایش تداخل سنجی نیز ساخت و در سال 1880 آزمایش کرد.

 آنچه ازآزمایش مایکلسون به دست آمد بسیار گیج و ناراحت کننده بود. اولین فکری که قوت گرفت این بود که باید اشکال از معادلات ماکسول باشد که تنها بیست سال از عمر آن می گذشت. یعنی باید آنها را طوری تغییر داد تا با نسبیت گالیله ای سازگار باشد. اما آزمایش فیزو و سایر نتایج حاصل از حرکت نور و امواج الکترومغناطیسی آنها را تایید می کرد.

 هر تلاشی که برای توجیه علت شکست نتیجه ی آزمایش مایکلسون انجام می دادند، با شکست رو به رو می شد. در این میان دو نظریه از بقیه حالب تر به نظر می رسید.

یکی کشش اتری که به موجب آن جارجوب اتر بطور موضعی به کلیه ی اجسام با جرم محدود متصل است. این نظریه هیچ اصلاحی را در قوانین نیوتن، نسبیت گالیله ای و معادلات ماکسول لازم نمی دانست. اما این نظری با کجراهی نور ستارگان ناسازگار بود.

نظریه دوم نظریه گسیلی بود که طبق آن معادله های ماکسول را باید طوری اصلاح می کردند که سرعت نور با سرعت چشمه ی صادر کننده بستگی داشته باشد. این نظریه نیز با نور واصل از ستارگان دوتایی ناسازگار بود.

دو- سرعت نور در خلاء ، در هر چارچوب لختی که اندازه گیری می شود با صرفه نظر از حرکت منبع نور ، معادل   c است.

 

اصل موضوعی دوم انیشتین ، در واقع اندیشه مکانیکی نیوتنی و سینماتیکی گالیله ای را رد می کند . طبق اصول سینماتیک ، اگر دو جسم متحرک با سرعت ثابت ، در حال حرکت به سمت یکدیگر باشند ، سرعت هر یک از آن ها در نقطه بر خورد ، برابر با مجموع سرعتشان است.

اما درنسبیت انیشتین اینگونه نیست . اگر در نقطه ای نوری را گسیل کنیم ، ناظر ساکن و ناظر متحرک که با سرعت  v در حال حرکت به سمت منبع است ، سرعت نور را  c محاسبه می کنند.

 نسبیت علاوه بر آنکه بخوبی توانست علت شکست نتیجه ی آزمایش مایکلسون را توجیه کند، از تمام آزمایش های مربوط به آن نیز با موفقیت بیرون آمد. علاوه بر آن به نتایج گرانقدری رسید که همه ی اندیشه بشریت را تحت ناثیر قرار داد.

همجنانکه که در بالا بیان شد، ثابت بودن سرعت نور به عنوان یک اصل موضوع مطرح شده است. اصول موضوع در هر زمینه ی علمی دارای این ویژگی هستند که اعتبار خود را تا زمانیکه با مورد نقض رو به رو نشده اند، حفظ می کنند و به محض مواجه با یک تناقض از اعتبار ساقط می شوند. ار آن جاییکه فیزیک یک دانش تجربی است، الزاماً بایستی ابطال اصولش نیز بر پایه تجربه باشد.

علاوه بر مشاهدات تجربی که می تواند اصول موضوعی را به چالش بکشد، سازگاری این اصول با سایر نظریه هایی که قادر به توجیه پدیده های فیزیکی هستند نیز از اهمیت خاصی برخور دار است. تجارب کیهانی دهه ی 1970 به بعد اصل ثابت بودن سرعت نور را با مشکل جدی مواجه ساخته است که در زیر به برخی از آنها اشاره می شود.

 

 سرعت نور ثابت نيست

 تئوري جديدي كه دانشمندان استراليايي مطرح كرده‌اند و سرعت نور را ثابت نمي‌دانند مهمترين تئوري فيزيك نوين يعني نسبيت انيشتين را از اريكه قدرت به پايين مي‌‌كشد. 
تيم فيزيك‌دانان دانشگاه مك كواري سيدني در استراليا به رياست پال ديويز Paul Davies احتمال آن كه سرعت نور طي ميلياردها سال كندتر شده باشد را مطرح ساخته‌اند. در اين صورت فيزيكدانان بايد در مورد بسيار از فرضيه‌ها و تئوريهاي پايه بويژه در مورد قوانين حاكم بر عالم تجديد نظر كنند. ديويز در مصاحبه با رويتر گفت: «معني اين تئوري جديد آن است كه بايد از خير تئوري نسبيت و فرمول E=mc² و اين جور چيزها بگذريم البته نه به اين معني كه كتابها را در اين مورد دور بيندازيم؛ هميشه تحولات علمي تئوريهاي قديمي‌تر را در خود هضم مي‌‌كند‌». نتايج تحقيقات اين تيم در مجله نيچر  Nature  به چاپ رسيده است. جان وب اختر شناس دانشگاه نيوساوث ويلز با ارائه تئوري خود براساس شواهدي كه به دست آمده است ادعا مي‌‌كند كه سرعت نور مي‌‌تواند ثابت نباشد، كه اين موضوع معماي لاينحلي را پيش روي فيزيكدانان و اخترشناسان قرار داده است. براساس يافته‌هاي وب، نوري كه از كوثر- Quasar  شي‌ء شبيه به ستاره در آسمان - در طي دوازده ميليارد سال سفر خود تا رسيدن به زمين فوتونهايي از سحابي بين ستاره‌اي دريافت كرده است كه با فوتونهايي كه تاكنون مي‌‌شناختيم تفاوت دارد. 
ديويز در توضيح يافته‌هاي وب مي‌‌گويد: مشاهدات وب به معني آن است كه ساختار اتمهايي كه از نور كوثر ساطع مي‌‌شود تفاوت بسيار جزيي اما با اهميت ساختار اتمهاي انسان دارد. دليل اين تفاوت فقط مي‌‌تواند از دو چيز ناشي شود: يا بخاطر سرعت نور و يا بخاطر تخليه الكتروني (Electron Charge)  از سويي دو قانون در قوانين فيزيك كيهاني مطرح است كه سالهاست مورد پرسش قرار گرفته است. براساس اين دو قانون نه تخليه الكتروني و نه سرعت نور قابل تغيير نيستند. اما بايد براي مشاهدات وب توضيحي داد: يا اين مشاهدات اشتباه است و يا يكي از دو قانون ثبات سرعت نور و يا تخليه الكتروني قابل تكيه نيست. تيم ديويز بنا را براين گذاشتند كه مشاهدات وب درست بوده و يكي از اين دو قانون ممكن است آنطور كه تصور مي‌‌شد غيرقابل تغيير نباشد. 
به اين ترتيب اين تيم به مطالعه سياه چاله‌ها روي آوردند. سياه چاله‌ها توده‌هاي عظيم و اسرارآميزي هستند كه ماده را مي‌‌بلعند و حتي نور نيز از چنگال اين مكنده در امان نيست. اگر قرار باشد به قانون دوم ترموديناميك- كه خود يك دگماتيسم ديگر در فيزيك است- اعتقاد داشته باشيم در اين صورت تغيير در قانون ثبات تخليه الكتروني قانون دوم ترموديناميك را در هم خواهد ريخت به همين دليل يك گزينه باقي ماند و آن بررسي امكان متغير بودن سرعت نور است. 
گرچه هنوز مطالعات به اندازه كافي نيست و مشاهدات وب از نور كوثر براي درهم ريختن تئوري‌هاي موجود كافي نيست اما مطالعه در اين زمينه از چندي پيش آغاز شده است. ا ز جمله مي‌‌توان به مقاله‌هايي كه در مجله Physical Review Letters منتشر شده مراجعه كرد و گرچه بسياري از وفاداران به تئوريهاي موجود سعي دارند مشاهدات وب و ديويز را اشتباه مشاهده‌اي و اشتباه محاسباتي و آماري جلوه دهند، اما بحثي كه در اين زمينه آغاز شده است روز به روز دامنه‌دارتر مي‌‌شود و به همان اندازه‌اي كه خود كيهان سئوالات لاينحل باقي گذاشته مشاهدات اخير نيز بسياري از تئوريها را به چالش كشانده است. 
در اين وضعيت بايد روشن شود به چه چيزهايي از تئوري گذشته مي‌‌توان تكيه كرد و بايد ديد تئوريهاي جديد از عهده پاسخگويي به بسياري از پرسشها بر مي‌‌آيند يا خير. در واقع از نظر ديويز همان بلايي كه تئوري نسبيت انيشتين و فيزيك كوانتوم بر فيزيك قرن نوزدهم وارد آورد حالا خود شاهد آن خواهد بود كه تئوريهاي جديد پايه و اساس اين تئوريها را متزلزل خواهد كرد. حداقل دستاورد اين مشاهدات اين است كه در بررسي ساختار كيهان و اين كه از كجا نشأت گرفته و به كجا تكامل پيدا مي‌‌كند يك گام رو به جلو برداشته شده است.
تئوري نسبيت مي‌‌گويد كه سرعت هيچ چيز از نور فراتر نمي‌رود (سرعت نور در خلأ، تقريباً000ر300 كيلومتر در ثانيه است). آرزوي انسان فراتر رفتن از اين سرعت است و اين آرزوها در فيلمهايي مثل "Star Trek" انعكاس يافته‌اند. حتي اگر انسان ابزاري بسازد كه بتواند با سرعت نور حركت كند براي عبور از كهكشان راه شيري يكصدهزار سال وقت لازم است. 
 

منابع

 

http://www.abc.net.au/lateline/stories/s347215.htm

 

 

کندتر از همیشه

 ماگي جو كتابی براى رد محدوديت سرعت منتشر کرده است. وی جوانى جاه طلب نيست، بلكه استاد ۳۵ ساله فيزيك نظرى در دانشگاه امپريال كالج لندن است. نویسنده اظهار می دارد چرا به رغم آنكه فضاى سه بعدى كيهانى كه در فضا- زمان چهاربعدى جهانى خميده اينشتين قرار دارد، درست همانند فضاى اقليدسى، كاملاً مسطح است؟ چرا محتويات آن در مقياس بزرگ چنين همگون است؟ در دهه ۱۹۸۰ آلن اچ گات از موسسه فناورى ماساچوست پاسخ واحدى براى هر دو پرسش يافت.

اين پاسخ كه تورم  (inflation)  نام دارد بيان مى كند كه درست پيش از انبساط آهسته و مداوم فضا كه باعث مى شود مواد موجود در آن به اطراف پراكنده شوند، در يك فاصله زمانى كوتاه انبساط فضايى ناگهانى، شديد و غيرمعمولى رخ داده است. آن ميدان گذرا، در نهايت از بين رفت و مخلوط پيچيده اى از ذرات (و از جمله تابش ها) را به وجود آورد كه هنوز هم در فضا سير مى كنند. آثار اين فشار اوليه هنوز هم به صورت انبساط هابل كه براى ما قابل مشاهده است، وجود دارد كه سرعت اين انبساط امروزه در حال افزايش است.

در تفسير هايى كه جزئياتى در مورد وضعيت اوليه ارائه مى دهد، انحراف هاى كوچكى وجود دارد. طى چند سال گذشته يكى از كار هاى اصلى اين بوده است كه تمام اين ضعف هاى جزيى تجزيه و تحليل شود تا اطلاعات لازم در مورد ماده اوليه، تغييرات و حركت آن با توجه به رشد كنونى كيهان تهيه شود. امروزه معماى واقعى جديدى وجود ندارد.
هر چند كه پرسش هاى زيادى باقى مانده است كه بايد پاسخ آنها را دريابيم كه از جمله مهم ترين آنها ميراث اسرار آميز و ناشناخته اينشتين است، يعنى «ثابت» كيهانشناختى وى. اين كتاب بيانيه فردى است كه مواضع مخالف خود را نسبت به مطالبى كه پيش از اين با قاطعيت پذيرفته شده است، با صراحت و خلاقيت بيان مى كند.
مولف و همكارانش در اين كتاب شك و ترديد هايى نسبت به مفهوم تورم ابزار كرده اند: تورم پديده اى است كه با سرعت بى نهايت رخ داده است. براى مخلوط كردن تركيب چگال و داغ اوليه در دوران هاى ابتدايى، مى بايست با نور رقابت كرده و آن را تا مرز هاى دوردست تورم پشت سر گذاشت يعنى سريع تر از نور؟ اينشتين و همفكرانش تاييد كرده اند كه فقط يك راه براى انجام چنين چيزى وجود دارد: استفاده از گرانش دافعه اى. اين مفهوم در تئورى آنان وجود داشت.
ماگي جو حدس مى زند كه شايد راه ديگرى هم وجود داشته باشد. اگر ماده نسبت به نور چنين كند است، چرا سرعت نور در گذشته نمى توانسته است بيشتر و بيشتر باشد؟ 

Scientific American, Apr2003

* فيليپ موريسون استاد فيزيك در موسسه فناورى ماساچوست، از سى و پنج سال پيش تاكنون سرگرم نوشتن مقاله در ساينتيفيك آمريكن بود

 

متن کامل

 

http://cph-theory.persiangig.com/L529-ketabialahenesbiat.htm

 

 

دانشمندان سرعت نور را افزايش دادند

 

محققان اروپايي به دنبال راهي براي پردازش اطلاعات با سرعت نور هستند
تيمي از دانشمندان اروپايي براي اولين بار نشان داده‌‏اند كه مي‌‏توان سرعت نور را كنترل كرد.  
محققان مركز فرانسوي EPFL

 ، به طور موفقت‌‏آميزي با استفاده از تجهيزات نه چندان پيشرفته و در شرايط محيطي نرمال توانستند سرعت نور را كاهش و افزايش دهند. محققان مي‌‏گويند: اين دستاورد آنها كاربردهاي زيادي در زمينه‌‏هاي مختلف خواهد داشت، از جمله در حوزه‌‏هاي رايانش نوري و ارتباطات فيبر نوري. محققان EPFL  مي‌‏گويند: كاهش دادن سرعت نور براي خود آنها چندان حيرت انگيز نبوده؛ اما آنچه كه واقعا خود آنها را شگفت‌‏زده كرده اين است كه آنها توانسته‌‏اند نور با سرعت بيشتري از سرعت نور (300 ميليون متر بر ثانيه در خلاء) هدايت کند.
 

 منبع: شبکه فناوری اطلاعات ایران

http://www.iritn.com/?action=show&type=news&id=9035

 

منبع اصلی

 

http://actualites.epfl.ch/index.php?module=Presseinfo&func=view_com&id=288

 

 

مشکل کجا است؟

 

هرچند انیشتین ثابت بودن سرعت نور را در خلاء و نسبت به همه ی ناظران لخت به عنوان یک اصل مطرح کرد، اما معادلات الکترومغناطیس ماکسول نشان می دهد که سرعت نور تابع دو ثابت اکتریکی و مغناطیسی است

 

 

  لذا مسئله ی ثابت بودن یا نبودن سرعت نور بسیار پیچیده تر از آن است که بتوان تنها با برخوردی ساده به اصل موصوع نسبیت به آن نگریست. بنابراین هرگونه راه حلی در این زمینه بایستی به ماهیت امواج الکترومغناطیسی توجه داشته باشد و در عین حال باید ثابت گذردهی خلاء و ثابت تراوایی مغناطیسی را نیز در مد نظر قرار دهد. این ثابتها بسیار مهمتر از آن هستند که بتوان ثابت بودن سرعت نور را تنها از دریچه ی اصل موضوع نسبیت مورد نظر قرار داد. همچنین ارائه ی هر راه حلی بایستی بتواند نظریه تورم و انبساط فوق العاده سریع جهان را در لحظات آغازین بیگ بنگ توجیه کند.

گذشته از آن، این مشاهدات نجومی و اظهار نظرها و آزمایشی که در بالا ذکر شد، هیچکدام پشتوانه ی نظری برای ارائه دلیل ثابت نبودن سرعت نور ندارند. اما نظریه سی. پی. اچ. با توجه به ساختمان فوتون و تاثیر متقابل فوتون و گرانش و خواص انرژی زایی فضا، بخوبی از عهده ی توضیح آن بر می آید که چرا سرعت نور ثابت نیست و چرا در لحظه ی آغاز بیگ بنگ سرعت انبساط جهان تا این اندازه بالا بوده است.

 نسبیت در مورد فوتون موارد بسیار مهمی را مطرح کرد که از نظر تجربی هم تایید شد. یکی اینکه فوتون دارای جرم است و دیگری اینکه نشان داد نظریه موج ذره ای را باید پذیرفت. همچنین ما را به انحنای فضا-زمان راهنمایی کرد که دست آورد بزرگی است.

اما در مورد ساختمان فوتون و اینکه چرا جرم حالت سکونش صفر است، توضیحی ندارد . مشکل دیگر نسبیت این است که رابطه ی پیشگویی شده توسط نسبیت در مورد اثر گرانش برامواج الکترومغناطیسی نارسا است و با آزمایش تایید نمی شود. اینها مواردی است که نشان می دهد باید به ساختمان فوتون و اجزای تشکیل دهنده ی آن توجه شود.

 همچنین دیراک فوتون (و الکترون) را نقاط مادی می داند که فاقد ساختمان هستند. فیزیکدانان این را نیز نمی پذیرند و بهمین دلیل نظریه ریسمانها را مطرح کردند. اما مشکل نظریه ریسمانها نیز در این است که در آنجا هم به ساختمان فوتون توجه نمی شود. در حالیکه شالوده ی نظریه سی. پی. اچ. بر اساس ساختمان فوتون شکل گرفته است. علاوه بر آن هیچ نظریه ای نیست که علت افزایش سرعت نور را توجیه کند. بنابراین تنها نظریه ای که در این زمینه می تواند مورد استناد قرار گیرد، نظریه سی. پی. اچ. است.

شواهد تجربي بسياري وجود دارد كه گرانش، انرژي الكترومغناطيسي توليد مي كند. به همين دليل از زماني كه نيروهاي الكتريكي و مغناطيسي مورد توجه و آزمايش قرار گرفت، فيزيكدانان به وابستگي شديد نيروهاي الكترومغناطيسي و گرانشي پي بردند. فارادي نخستين كسي است كه اين وابستگي را متذكر شد. پلانك نيز چنين نظري داشت. اينشتين نيز مدت 35 سال تلاش كرد تا روابطي مشابه وابستگي الكتريسيته و مغناطيس، بين گرانش و الكترومغناطيس ارائه دهد. اما چرا این کوشش ها اين كوششها بي نتيجه ماند؟

 علاوه بر آن در محاسبات ماکسول برای به دست آوردن سرعت نور، پارامترهای مورد استفاده با توجه به خلاء منظور شده که این خلاء مورد استناد، خلاء کلاسیکی است.  در حالیکه امروزه می دانیم که خلاء خود مولد انرژی است. در نظریه سی. پی. اچ. فضا انباشته از سی. پی. اچ. است که در صورت داشتن اسپین گراویتون نامیده می شوند و با توجه به تاثیر متقابل گرانش و فوتون گذر دهی خلاء نیز از نقطه ای به نقطه ی دیگر تغییر می کند و این تغییرات تابع چگالی سی. پی. اچ. در محیط است.

 

فوتون چیست؟

فوتون بسته انرژی در حال دوران است. همچنین میدانهای الکتریکی و مغناطیسی (الکترومغناطیسی) اطراف یک پرتو نوری ازنوع میدانهای الکترومغناطیسی استاتیک نست. میدان الکترومغناطیسی که توسط یک فوتون ایجاد می شود، بسیار قوی تر از میدان گرانشی آمیخته با آن است. افزون بر آن تا کنون مشخص نشده که انرژی میدان گرانشی فوتون استاتیک است یا نوسانی می باشد. همچنین هنوز شناخته نشده که این دو میدان الکترومغناطیسی و گرانشی چگونه توسط فوتون تولید می شود و چرا تا این اندازه اختلاف دارند. این یک معمای حل نشده ی فیزیک است.

مرجع مربوطه 

http://www.newphysics2000.org/photon.htm

 

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 (شکل 1). و Vc>c, c is speed of light   بنابراین سی. پی. اچ. دارای اندازه حرکت خطی برابر mVc است   1 Figure 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   تشریح: با توجه به شکل 1 این ذره دارای اندازه حرکت است p=mVc  همچنین دارای لختی دورانی I است Momentum Inertia I   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. شکل 2 When CPH has Spin It calls Graviton Figure 2

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 . شکل 3 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.  شکل 3 نشان می دهد که دو سی. پی. اچ.  با در فاصله  r , یکدیگر را حس کرده و یکدیگر را جذب می کنند. اما چون مقدار سرعت آنها ثابت است، حرکت انتقالی آنها به حرکت دورانی Spin تبدیل می شود.   Figure 3 یک فوتون از تعدادی گراویتون تشکیل می شود که دارای Spin هستند . شکل 4.    Figure 4   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. 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. 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. شکل 4

امواج الکترومغناطیس و بار و مغناطیس-رنگ   Electromagnetic waves and color charge/magnet   فوتون بسته انرژی در حال دوران است. همچنین میدانهای الکتریکی و مغناطیسی (الکترومغناطیسی) اطراف یک پرتو نوری ازنوع میدانهای الکترومغناطیسی استاتیک نست. میدان الکترومغناطیسی که توسط یک فوتون ایجاد می شود، بسیار قوی تر از میدان گرانشی آمیخته با آن است. افزون بر آن تا کنون مشخص نشده که انرژی میدان گرانشی فوتون استاتیک است یا نوسانی می باشد. همچنین هنوز شناخته نشده که این دو میدانی میدان الکترومغناطیسی و گرانشی چگونه توسط فوتون تولید می شود و چرا تا این اندازه اختلاف دارند. این یک معمای حل نشده ی فیزیک است اجازه دهید یک نگاه جدید به رفتار امواج الکترومغناطیسی در میدان گرانشی بیندازیم، این نگرش می تواند در حل این معما مفید واقع شود. همچنانکه می دانیم یک موج الترومغناطیسی از دو میدان الکتریکی و مغناطیسی عمود بر هم تشکیل شده است. شکل 5       شکل 5     همچنانکه نسبیت عام پیشگویی کرده و شواهد تجربی نشان می دهد، فرکانس فوتون در میدان گرانشی تغییر می کند هنگامیکه یک فوتون در میدان گرانشی سقوط می کند، فرکانس آن افزایش می یابد، در این حالت چه اتفاقی می افتد؟ در مجموع می توان گفت نیروی گرانش روی فوتون کار انجام می دهد. با توجه به رابطه W=DE یک قسمت از کار انجام شده توسط فوتون به انرژی الکتریکی و قسمت دیگر آن به انرژی مغناطیسی تبدیل می شود. شکل 6     Figure 6   همچنانکه در بالای صفحه بیان شد، برای این پدیده در فیزیک نظری تا بحال توضیحی ارائه نشده است. بنابراین در اینجا می خواهم این پدیده را با توجه به نظریه. سی. پی. اچ. توضیح دهم.   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.   شکل 3 نشان می دهد که دو گراویتون با جرم  m و اندازه حرکت p=mVC در فاصله ی r , یکدیگر را حس کرده و یکدیگر را جذب می کنند. اما چون مقدار سرعت آنها ثابت است، حرکت انتقالی آنها به حرکت دورانی Spin تبدیل می شود. هنگامیکه سی. پی. اچ. دارای اسپین، 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 یکدیگر را جذب می کنند. شکل 7       Figure 7

گرانش Gravity در نظریه سی. پی. اچ. ، گرانش یک جریان است. این جریان دائمی بین تمام ذرات و اجسام وجود دارد. به عنوان مثال به زمین و ماه توجه کنید.  فرض کنیم زمین منزوی است. یعنی هیچ کنش و واکنشی بین زمینو سایر اجسام وجود ندارد. در این صورت همه ی سی. پی. اچ. هایی که به زمین می رسند، جذب آن شده و از نیروهای موجود در آنجا اطاعت امی کنند. اما همچنان که می دانیم زمین منزوی نیست و با سایر احسام کنش متقابل دارد. نگاهی به زمین و ماه بیندازید. در اینجا دو میدان وجود دارد، یکی میدان گرانشی زمین و دیگری میدان گرانشی ماه.  هنگامیکه یک گراویتون به زمین می رسد، گراویتون دیگری زمین را ترک می کند و به دلیل آنکه دارای یک زیر کوانتوم  بار-رنگ/مغناطیس است، زمین را به دنبال خود می کشد. تا جاییکه زمین از حوزه عمل این زیر کوانتوم میدان خارج شود یا بر اثر ترکیب با بار رنگ دیگری که مخالف رنگ آن است ، خنثی شود.  معارنگ و مغناطیس رنگ 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 حرکت انتقالی دارد. ما سرعت امواج الکترومغناطیسی برابر c نسبت به دستگاه لخت می باشد. شکل 8 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           Figure 8   یکی از سی. پی. اچ. ها به بار-رنگ تبدیل می شود و و برای آن می توان تابع بصورت زیر نوشت:     Ec=EcmCosw(t-x/c),   که در آن Ec مقدار بار-رنگ است و  Ecm مقدار مازیمم بار-رنگ 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 است. شکل 9                 Figure 9

و برای سی. پی. اچ. اختیاری داریم:     E=nEcmCosw(t-x/c) B=nBcmCosw(t-x/c)   هنگامیکه یک فوتون در حال سقوط در یک میدان گرانشی است، تعداد n 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. یک ذره ی باردار چگ.نه امواج الکترومغناطیسی منتشر می کند؟  همچنانکه می دانیم یک ذره باردار که شتاب داشته باشد، امواج الکترومغناطیسی منتشر می کند. هنگامیکه نیرویی روی ذره ی بار دار کار مثبت انجام دهد، یعنی تعدادی سی. پی. اچ. وارد ساختمان الکترون می شود. در حقیقت نیرو به انرژی تبدیل می شود و به عبارت دیگر بوزونها به انرژس تبدیل می شوند. شکل 10       Figure 10   اما یک ذره ی باردار می خواهد خواص ذاتی خود را حفظ کند. یک ذره ی باردار از تعدادی بار-رنگ تشکیل می شود، در حالیکه انرژی الکترومغناطیسی از دو شیئی متفاوت یعنی بار-رنگ و مغناطیس-رنگ تشکیل می شود. بهمین دلیل ذره باردار انرژی منتشر می کند.   آلفای گرانش همانطور که در بالا توضیح دادم، گراویتون بار-رنگ یا مغناطیس-رنگ است. یک گراویتون نظیر ذره ی تبادلی نیروی الکتریکی عمل می کند که آن را فوتون می نامند. بنابراین ما می توانیم با توجه به عدد آلفا مقدار عددی ذره ی تبادلی گرانش را توضیح دهیم. همچنانکه می دانیم عدد آلفا برابر است با   برای به دست آوردن ساختار ثابت گرانشی بایستی به نسبت نیروی گرانش و نیروی الکتریکی توجه کنیم. برای اینکار نیروی الکتریکی و نیروی گرانشی بین الکترون و پروتون را در اتم هیروژن حساب می کنیم. خواهیم داشت     Fe=kq1q2/r^2, Fg=Gm1m2/r^2, بنابراین داریم:    Fg/Fe=10^-40, پس: بنابراین:    Alfa of gravity is 1/137x1040   همچنین باید توجه داشت که در رابطه ی آلفا h-bar اسپین فوتون و ثابت است. اما در رابطه ی آلفای گرانش h-bar اسپین گراویتون و برابر 2 است و با توجه به نظریه سی. پی. اچ. اسپین تابعی از شدت گرانشی است.

فضا-زمان چگونه انرژی تولید می کند؟ یک کوانتوم انرژی از تعداد زیادی سی. پی. اچ. تشکیل می شود. سی. پی. اچ. ها روی یکدیگر کار انجام می دهند و انرژی تولید می کنند. البته این رویداد هنگامی رخ می دهد که چگالی گرانش بالا است. شکل 11  با توجه به اندازه ی فوتون گاما می توانیم چگالی سی. پی. اچ. را در ساختمان فوتون به دست آورد.  قطر یک الکترون تقریباً بربر 18-10 متر است. یک فوتون گاما در تولید زوج، یک الکترون و یک پوزیترون تولید می کند. فرض کنیم حجم یک فوتون گاما تقریباً دو برابر حجم الکترون باشد.     Figure 11   فرض کنیم چگالی سی. پی. اچ. در ساختمان فوتون به صورت زیر باشد.  De(cph)=n per m3   فضا از گراویتون انباشته است. گراویتون ها روی یکدیگر کنش دارند. آنها یکدیگر را جذب می کنند و امواج الکترومغناطیسی تولید می کنند. هنگامی گراویتون ها به انرژی تبدیل می شوند که چگالی آنها به مقدار زیر برسد: De(cph)=n per m3 بنابراین انتگرال روی فضا از چگالی صفر تا چگالی فوتون، پروژه ی تولید انرژی الکترومغناطیسی توسط گرانش است.    Figure 12 Integration of gravitons is a projection to production electromagnetic energy   به عبارت دیگر نیرو به انرژی تبدیل می شود و انرژی قابل تبدیل به نیرو است.

 

سی. پی. اچ. و نظریه تورم

با توجه به اینکه فوتون از تعدای سی. پی. اچ. تشکیل می شود که با مقدار سرعت ثابت

Vc

حرکت می کنند بطوریکه

gradVc=0 in all inertial frames and any space

سئوال این است که مقدار

Vc

چفدر است؟ این مقدار در مقاله ی سرعت گرانش مورد بررسی قرار گرفته که بیشتر از

2x10^28 m/s=10^20c

یعنی بیشتر از ده بتوان بیست برابر سرعت نور است. چنین سرعتی در آغاز بیگ بنگ امکان پذیر بوده که بخوبی می تواند نظریه تورم را توجیه کند

برای مطالعه بیشتر و دست رسیی به مقالات سی. پی. اچ. به لینک زیر مراجعه فرمایید

http://cph-theory.persiangig.com/cphtheory.htm

همچنین  فیلم ساختمان فوتون را نیز ببینید

با تشکر

حسین جوادی