نظریه سی پی اچ بر اساس تعمیم سرعت نور از انرژی به ماده بنا شده است.
سی پی اچ در ژورنالها
|
|
|
سیارات
ماده تاریک
ممکن است از چیزهای معمولی مثل جنس سیارات تشکیل
شده باشد، ولی سیاراتی مثل زمین به
اندازه کافی جرم ندارند، پس ممکن است ژوپیترها
تشکیل دهنده ماده تاریک باشند.
BBN یک
تئوری موفق است که نه تنها هیدروژن و هلیوم را به عنوان بیشترین
عناصر جهان معرفی می کند بلکه نسبت آنها را نیز به درستی بیان می
کند.
باید توجه کرد که
این میزان ماده بارنوییک برای مواد قابل مشاهده در عالم ما زیاد
است در نتیجه مقداری ماده معمول تاریک (از جمله سیارات و ستارگان
سوخته) وجود دارد اما این مواد نمی توانند توجیه کننده سرعت خوشه و
منحنی دوران آنها باشند. ستارگان تاریک - ژوپیترها، کوتوبه های قهوه ای، کوتوله های سفید
ماده معمول دیگری که می تواند تشکیل دهنده ماده تاریک باشد
ستارگانی هستند که جرم کافی برای سوختن و درخشان شدن ندارند-
کوتوله های قهوه ای - یا ژوپیترها - ژوپیترها کوتوله هایی به مراتب
(حدود 10 برابر) سنگین تر هستند و به صورت ستارگان بسیار کوچک و کم
نور فعالیت دارند. اما این احتمالات مثل سیارات در مقابل BBN با
مشکل مواجه می شوند و باز باریون کافی وجود ندارد. احتمال این نیز
می رود که نظریه BBN اشتباه
باشد ولی چون این نظریه تا کنون بسیار موفق بوده است به دنبال
انتخاب های دیگری برای ماده تاریک هستیم. ماده عجیب
این ماده آنقدر ها
هم عجیب نیست فقط ماده ای است که الکترون، نوترون و پروتون ندارد.
بسیاری از چنین ذرات شناخته شده اند و چند مورد از آن ها در حد
تئوری هستند تا بتوان مشکل ماده تاریک را حل کرد. نوترینوها
نوترینوها ذرات بدون جرمی هستند که
وجودشان ثابت شده و لی دلایلی وجود دارد که نشان داده گاهی اوقات
جرم بسیار کوچکی دارند. در عالم مقدار بسیار زیادی از این ذرات
وجود دارد، با این حال حتی یک جرم بسیار کوچک تر برای ماده تاریک
پر اهمیت است. جرمی به اندازه 1/5000 جرم الکترون، امگایی به
اندازه 1 بدست می دهد. ویمپ ها (WIMPs)بیشتر انتخاب های ماده عجیت در دسته ویمپ ها Weakly Interaching massive particles قرار می گیرند. ویمپ ها دسته ای از ذرات سنگین هستند که به سختی با ذرات دیگر واکنش می دهند از این ذرات می توان در تراسنیو ها و آکسیون ها را نام برد.
اثبات وجود ماده تاریکجاذبه دلیل وجود ماده تاریک
وجود یک پدیده
را از دو روش می توان اثبات کرد:مشاهده مستقیم پدیده یا مشاهده
تاثیر آن بر پدیده هایی که راحت تر مشاهده می شوند. خوشه های کهکشانیمقدار قابل توجهی ماده در بررسی خوشه های کهکشانی وجود دارد که ما نمی توانیم به آسانی آنها را ببینیم. خوشه های که از تجمع چند صد تا چند هزار کهکشان یا کهکشان های تک در فضا بوجود آمده اند. در دهه 1930، zwicky، Smith، دو خوشه تقریبا نزدیک به هم Coma و Virgo را از لحاظ کهکشان های تشکیل دهنده و سرعت خوشه ها مورد بررسی قرار دادند، و سرعتی که بدست آوردند چیزی بین 10 تا 100 برابر مقداری بود که انتظار داشتند. معنی این چیست؟ در یک گروه از کهکشان ها مثل خوشه تنها نیروی موثر بر کهکشان ها گرانش است و این گرانش اثر کششی کهکشان ها بر یکدیگر است که باعث بالا رفتن سرعت آنها می شود.
سرعت می تواند مقدار
ماده موجود در کهکشان را به دو طریق مشخص کند: جرم خوشه ها
جرم بیشتر کهکشان
باعث می شود نیروی شتاب دهنده به کهکشان نیز بیشتر شود. شتاب و سرعت خوشه هااگر شتاب یک کهکشان خیلی زیاد باشد می تواند از میدان جاذبه خوشه خارج شود. اگر شتاب کهکشان بیش از سرعت فرار باشد، خوشه را ترک خواهد کرد. به این ترتیب همه کهکشان ها سرعتی پایین تر از سرعت فرار (گریز) خواهند داشت. و با این نگرش می توان جرم کل خوشه را حدس زد که مقدار قابل توجهی از میزان مشاهده شده است. با این حال این نظریه به علت اینکه مبنی بر مشاهده بود و مشاهدات غالبا با اشتباه همراهند مدت طولانی مورد توجه قرار نگرفت.
هنگامی که چیزی به
وسعت یک خوشه کهکشانی نگاه می کنید با اینکه ممکن است سرعت ها زیاد
باشند در مقابل وسعت خوشه ها چیزی به حساب نمی آیند پس مشاهده
مداوم یک خوشه در طی چندین سال تصویر یکسانی از آن بدست می دهد. ما
نمی توانیم کهکشان هایی را که بدون الگو حرکت می کنند با دقت
ببینیم. پس یک کهکشان با سرعت زیاد ممکن است از خوشه جدا شده باشد
یا اصلا متعلق به خوشه نباشد.
حتی ممکن است بعضی از کهکشان ها فقط مقابل کهکشان های دیگر در
راستای خط دید آنها باشند. با این حساب این کهکشان گمراه کننده
خواهد بود. منحنی حرکت انتقالی کهکشان ها.دلایل قابل اعتماد تری در دهه 1970 در پی اندازه گیری منحنی های دوران کهکشان ها ارایه شد. علت قابل اعتماد تر بودن آنها این است که اطلاعات موثق تری در مورد تعداد یشتری کهکشان دست می دهند. از گذشته می دانستیم که کهکشان ها حول مرکز شان دوران دارند درست شبیه به چرخش سیارات به دور خورشید و مانند سیارات از قوانین کپلر پیروی می کنند. این قوانین می گویند سرعت چرخشی حول یک مرکز فقط به فاصله از مرکز و جرم موجود در مدار بستگی دارد. پس با پیدا کردن سرعت چرخش یک کهکشان می توانیم جرم موجود در کهکشان را محاسبه کنیم. همان طور که در کناره های کهکشان میزان نور به سرعت کم می شود انتظار می رود سرعت چرخش نیز پایین بیاید ولی این اتفاق نمی افتد و سرعت در همان میزانی که محاسبه شده بود ثابت می ماند و این مطلب آشکارا نشان می دهد در کناره های کهکشان جرمی وجود دارد که ما نمی بینیم. این آزمایش در مورد چندین کهکشان حلزونی - از جمله کهکشان راه شیری خودمان - انجام شده و هر بار به همین نتیجه رسیده است. و این محکمترین و بهترین اثبات برای وجود ماده تاریک است
میزان وجود ماده تاریکچه میزان ماده تاریک وجود دارد؟ کیهان شناسان میزان موجود در عالم را با پارامتری به نام امگا مورد بحث قرار می دهند. در یک عالم بسته یعنی عالمی که جرم آن در حدی است که عاقبت در خود فرو می ریزد امگا بیش از 1 تعریف می شود. در یک عالم باز یعنی عالمی که تا ابد اجزای آن در حال دور شدن از یکدیگر هستند امگا کمتر از 1 است و یک عالم مسطح به طور ایده آل امگایی برابر 1 خواهد داشت. میزان ماده قابل مشاهده موجود در عالم در حدود 0.05 = امگا است و به هیچ وجه بیش از آن نمی باشند. نظریه پردازان مایلند امگای عالم را چیزی 1 در حدود در نظر بگیرند به آن معنی که ماده تاریک 0.95 = امگا یا 95% عالم را تشکیل داده است. اما در صورتی که واقع بینانه تر نگاه کنیم می بینیم که دانشمندان دلیلی برای بیشتر بودن اندازه امگا از 0.4 ندارند با این حساب میزان ماده تاریک 0.35 امگا خواهد بود که 88% جرم عالم است. می بینیم که 88% عالممان کاملا ناشناخته است.
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 |
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؟