جهانی برخاسته از هیچ!

ممکن است درنگاه اول با نظریه جهان های چندگانه مخالفت کنیم، زیرا به نظر می رسد این نظریه قوانین شناخته شده ای مثل قانون بقای ماده و انرژی را به هم می ریزد. در واقع، مجموع کل ماده به علاوه انرژی در جهان احتمالا خیلی کوچک است. درست است که مقدار ماده موجود در جهان شامل تمام ستارگان، سیارات و کهکشان ها مقداری مثبت و بزرگ است، بااین حال انرژی ذخیره شده در گرانش، ممکن است منفی باشد. اگر انرژی مثبت ماده را با انرژی منفی گرانش جمع کنیم، نتیجه عددی نزدیک به صفر خواهد بود!

 

نظریه ابر ریسمانها ( قسمت دوم )

ریسمان ها و گرانش :

اگر تئوری ریسمان همان تئوری گرانش است چطور می توانیم با تئوری گرانش انیشتین مقایسه کنیم ؛ چه رابطه ای بین هندسه ی فضا - زمان و تئوری ریسمان وجود دارد .

ساده ترین نوع برای تصور سفر یک ریسمان در فضا - زمان تخت d بعدی ، به معنای سفر از یک سوی فضا به سوی دیگر آن است. در صورتی که صدای تیک تیک زمان به گوش می رسد . یک ریسمان یک جسم یک بعدی است ، این بدان معنا است که اگر بخواهی در طول یک ریسمان سفر کنی فقط می توانی به جلو و عقب بروی و این امکان وجود ندارد که به یک سو یا بالا و یا پائین بروی . یک ریسمان می تواند به یک سو مثلا" بالا و پائین در فضا - زمان حرکت کند . اگر چه یک ریسمان همچنین می تواند گردادگرد فضا - زمان حرکت کند . آنها در یک سطح از فضا زمان کشیده می شوند و همانند جارویی عمل می کنند که به آن ریسمان ورد شیت ( کلمه ی ورد شیت یک واژه ی انگلیسی است که به صورت worldsheet است این کلمه معادلی صریحی در فارسی ندارد ولی اگر بخواهیم معادلی برای آن بیابیم می توانیم بگوئیم صفحه یا ورقه جهانی ) که در واقع دو بعد از سطح و یک بعد از فضا و یک بعد از زمان است .

جورج کانتور و اسرار بی نهایت

تاریخچه مفهوم شگفت انگیز بی نهایت، از گذشته های دور ذهن ریاضی دانان را به خود مشغول کرده بود. هر چند برخی معتقدند که مفهوم بی نهایت برای نخستین بار در تمدن هند باستان مطرح شده است، اما می توان گفت که نخستین کار جدی در مورد بی نهایت در عرصه ریاضیات به دوران یونان باستان و تحقیقات اقلیدس بر روی اعداد اول باز می گردد. اقلیدس در کتاب مشهور " اصول " خود هر چند مستقیماً نامی از بی نهایت نمی برد، اما به طور ضمنی به آن اشاره می کند که " بزرگترین عدد اول، از حاصل ضرب هر تعداد مفروضی از اعداد اول هم بزرگتر است ". پس از اقلیدس، پژوهش در مورد بی نهایت توسط سایر ریاضی دانان همچنان ادامه یافت تا سرانجام نماد ∞ به عنوان نماد ابن مفهوم اسرارآمیز پا به عرصه ریاضیات گذاشت. با آغاز عصر جدید، پژوهش در مورد بی نهایت همچنان ادامه یافت. در این دوران " گاتفرید ویلهلم لایبنیتز" و " ایزاک نیوتن " برای نخستین بار از وجود مفهوم جدیدی به نام " بی نهایت کوچک " در عرصه ریاضیات پرده برداشتند. بی نهایت کوچک که عملا از همان مفهوم بی نهایت مشتق شده است، عددی مثبت است که از هر عدد مثبت مفروض دیگری کوچکتر است. بدین ترتیب " بی نهایت " به همراه پسر عموی کوچک خود یعنی بی نهایت کوچک، پایه های عرصه بدیعی از ریاضیات به نام " حساب دیفرانسیل و انتگرال " ( حسابان) را شکل دادند و ابن گونه بود که بی نهایت عملا به مهمترین مفهوم در علوم و مهندسی جدید تبدیل شد. اما در حالی که دانشمندان و مهندسان به کاربردهای بی نهایت بسنده کرده بودند، تلاش برای کشف دیگر ویژگی های این مفهوم اسرارآمیز در عرصه ریاضیات همچنان ادامه یافت.

نگاهی بر اولین لحظات جهان

مدل جدید کیهانشناسی، توصیف اولین دوره زمانی جهان را به چالش کشیده است؛ دوره ای که با مدل های جاری قابل دسترسی نیست.

تورم کیهانی(Cosmological Inflation)، فرضیه ای که بنابر آن، جهان اولیه یک انبساط بی نهایت سریع را تجربه می کند، یک الگوی مورد پسند در کیهانشناسی مدرن است. این نظریه به شکل موفقیت آمیزی توضیح می دهد که چگونه افت و خیزهای کوانتومی خلاء، که در حدود 36-10 ثانیه پس از Big bang بیگ بنگ شروع می شود، می تواند به ساختار بزرگ-مقیاس جهان ما بیانجامد و منجر به پیش گویی هایی شود که با گستره وسیعی از مشاهدات کیهانشناسی تایید شده است. با این وجود کیهانشناسی تورمی نمی تواند نظریه ای نهایی برای جهان باشد. بر طبق این نظریه اگر جهان را در زمان به عقب برگردانیم، بسیار داغ و پر چگال می شود و در نتیجه قوانین فیزیک، که تورم بر پایه آن بنا شده است (نسبیت عام کلاسیکی)، شکست می خورد. در دوره زمانی مشهور به پلانک – که به یک ثانیه پلانک یعنی 43-10 ثانیه، بعد از Big bang بیگ بنگ می رسد، نیروی گرانشی به مقادیر قابل مقایسه با نیروهای اساسی دیگر رسیده و در این رژیم اثرات گرانش کوانتومی اهمیت می یابند و سبب ایجاد شرایطی می شود که فراتر از فهم و درک سنتی از فضا و زمان است.

نظریه ابر ریسمانها ( قسمت اول )

مقدمه: اما در واقع یک ریسمان از چه چیزی ساخته شده است؟ یک ریسمان یک مقدار کوچک انرژی است و در اینجا هیچ چیزی کوچکتر از این مقدار انرژی نیست.

در نظریۀ ریسمان به جای اینکه هر ذره را مستقل در نظر بگیریم به صورت رشته ای پیوسته با شکلهای مختلف در نظر میگیریم , مثلا الکترون را می توان مانند یک النگو رشته ای بدانیم که دو سرش بهم گره خورده و حلقه دایره ای تشکیل داده است. علت بوجود آمدن این نظریه این بود که گرانش با کوانتوم مشکل دارد. همچنانکه گفته شد در دنیای ما چهار نیروی اصلی بنامهای الکترومغناطیسی، هسته ای قوی، هسته ای ضعیف و گرانشی وجود دارد. سه نیروی اول به ترتیب می توانند با هم در انرژیهای بالا متحد شوند و یک نظریه واحد داشته باشند. یعنی انشعاباتی از یک نظریه ی اصلی باشند. اصطلاحاٌ می گویند این سه نظریه در انرژیهای بالا تقارن دارند و در انرژیهای معمولی دچار شکست خودبخودی تقارن می شوند. اما چهارمین نیروی اصلی یعنی گرانش دو مشکل اساسی دارد. یکی وحدت نیافتن با سه نیروی دیگر و دیگر اینکه اگر ذرات را نقطه ای در نظر بگیریم، سطح مقطع برهم کنش نیروی گرانشی بین دو ذره ی نقطه ای که بهم نزدیک می شوند طبق نظریه ی کوانتومی بی نهایت بدست می آید. از اینرو ذرات بصورت ریسمانهای یک بعدی در نظر گرفته شدند. مثلا الکترون یا کوارکها همگی ریسمانهای بسته و حلقوی با شکلهای مختلفند. در این تصورجدید، دیگر برهم کنش ذرات در زمان و مکان خاص رخ نمی دهد بلکه شما دو حلقه دارید که در فضا بهم نزدیک می شوند و با عکسبردای تخیلی یک پوسته به شکل شلنگ نمایش داده می شود. مثل اینکه دو شلنگ بهم برخورد کرده باشند و دو شلنگ جدید بوجود آورده باشند. در این نظریه هم وحدت میسر است و هم بینهایتهای گرانش کوانتومی برطرف می شود.