شاید درک ما از گرانش به کلی اشتباه باشد! -

آکاایران: بیگ بنگ: شاید گرانش تنها یک “توهم” باشد! اخیرا یک فیزیکدان نظری فرضیه ای را مطرح کرده است که شاید معمای ماده تاریک را حل کند؛ ماده ی تاریک مرموزی که به نظر می رسد ۲۷ درصد جهان قابل مشاهده ی ما را شامل می شود. طبق این مقاله ای که جدیدا منتشر شده، تنها کاری که ما برای حل این معما باید انجام دهیم این است که به کلی گرانش را نادیده بگیریم!

به گزارش آکاایران:

 شاید درک ما از گرانش به کلی اشتباه باشد! -

شاید درک ما از گرانش به کلی اشتباه باشد! - -آکا شاید درک ما از گرانش به کلی اشتباه باشد! - -آکا

آکاایران: شاید درک ما از گرانش به کلی اشتباه باشد!

به گزارش بیگ بنگ، نویسنده این مقاله، اریک ورلینده از دانشگاه آمستردام می گوید: « ایده های کنونی ما از فضا – زمان و گرانش باید بازنگری شوند. برای مدت زیادی است که فهمیده ایم نظریه گرانش اینشتین با مکانیک کوانتومی جور در نمی آید. یافته های ما به سرعت در حال تغییر و تحول است و به نظر می رسد ما در آستانه ی یک انقلاب علمی هستیم.»

مفهوم ماده تاریک به کلی از این مشاهده نشأت می گیرد که گرانش قوی تری در جهان (خصوصا کهکشان ها) نسبت به مقدار گرانشی که به طور نظریه محاسبه می شود، وجود دارد. فیزیکدانان تلاش کردند که این تناقض را با فرض وجود داشتن ماده ای که دیده نمی شود (ماده ی تاریک) حل کنند. فیزیکدانان پیش بینی کرده اند که این ماده ی تاریک ۲۷ درصد کل جهان قابل رویت ما را شامل می شود. در واقع اگر این ماده در کهکشان ها وجود نداشت، گرانش نمی توانست کهکشان ها را کنار هم نگه دارد! با این حال هیچکس تاکنون به ماهیت این ماده ی نامرئی پی نبرده است و با اینکه کاندیدهایی برای ذرات ماده تاریک پیش بینی شده، اما آزمایش های علمی بیشتر آنان را از دور خارج کرده است.

بدین ترتیب ورلیند به طور دیگری به این موضوع نگاه می کند: اگر “ماده تاریک” در تلاش است که تناقض گرانش را حل کند، شاید اصلا مشکل ما ماده تاریک نباشد؛ شاید درک ما از چگونگی گرانش است که اشکال دارد! جالب این جاست که موضوع ماده تاریک تنها تناقضی نیست که در گرانش به وجود آمده است؛ حتی مدل استاندارد فیزیک نیز که مجموعه ای از فرمول هایی برای توضیح جهان است نمی تواند گرانش را توضیح دهد. همچنین نظریه نسبیت عام اینشتین با فیزیک کوانتومی جور در نمی آید که این باعث شده است دانشمندان به دنبال نظریه ای به نام “نظریه همه چیز” بگردند که این دو را به هم پیوند دهد.

 شاید درک ما از گرانش به کلی اشتباه باشد! -

اریک ورلینده، فیزیکدان نظری آلمانی

اما ورلینده راه دیگری را برای این مشکل انتخاب کرده است. او به کلی مفهوم گرانش را از جهان خارج کرده است. ایده او این است که شاید گرانش اصلا یک نیروی بنیادی در طبیعت نباشد و تنها یک مفهوم و پدیده ی ظاهری باشد! درست همانطور که دما نیز صرفا یک مفهوم ظاهری از حرکات میکروسکوپی ذرات یک ماده است. به عبارت دیگر، گرانش تنها یک اثر جانبی هست؛ نه یک دلیل از آنچه در جهان روی می دهد. ورلینده این فرضیه اش را برای اولین بار در سال ۲۰۱۰ عنوان کرد؛ اما او اکنون نشان داده است که اگر ما این مفهوم از گرانش را به کل جهان اعمال کنیم، دیگر نیازی به ماده تاریک نیست و جهان بدون این ماده نیز بدون تناقض است. او می گوید: «ما اکنون شواهدی در دست داریم که نشان می دهد مشاهدات با این تصور از گرانش سازگار است. در مقیاس های بزرگ گرانش آن طور نیست که اینشتین پیش بینی می کند.»

اما در سطح میکروسکوپی، گرانش چطور رفتار می کند؟ بر اساس محاسبات اریک ورلینده، مفهوم گرانش از آنتروپی جهان نشأت می گیرد. آنتروپی یکی از مفاهیم ترمودینامیک است که بیانگر مقدار انرژی تلف شده در سیستم است. به زبان ساده تر، آنتروپی نشانگر میزان “بی نظمی” یک سیستم است. همچنین مقدار اطلاعاتی که برای توصیف یک سیتسم لازم است را نیز می توان با آنتروپی توجیه کرد. هر چه سیستم بی نظم تر باشد، برای توصیف آن به اطلاعات بیشتری احتیاج است و آنتروپی این سیستم بیشتر است. ورلینده با استفاده از آنتروپی و اصل تمام نگاری یا اصل هولوگرافیک مدلش را مطرح کرده است.

 شاید درک ما از گرانش به کلی اشتباه باشد! -
ایده اصلی این مدل این است که بیت های بنیادی از اطلاعات در “بافت” فضا-زمان ذخیره شده است. ورلیند این بیت ها را به عنوان “اتم هایی از فضا -زمان” توصیف می کند. این بیت های اطلاعاتی در جهت افزایش آنتروپی حرکت می کنند. بر اساس محاسبات ورلیند این “حرکتِ به سمت آنتروپی بیشتر” نیرویی را پدید می آورد که مانند گرانش رفتار می کند. اکنون موضوع چالش برانگیز آزمایش کردن این فرضیه است. آسان ترین راه برای رد این فرضیه پیدا کردن ذراتی است که ماده تاریک را بتواند توضیح دهد. ولی فیزیکدانان می توانند با اعمال کردن گرانشِ فرضیه ورلیند به کل جهان قابل رویتمان، آن را رد یا تایید کنند.

بدین ترتیب فیزیکدانان می توانند بررسی این فرضیه را شروع کنند. البته موضوع حائز اهمیت این است که این مقاله در هیچ ژورنالی چاپ نشده است و این فرضیه مشکوک به نظر می رسد. با این وجود این فرضیه ی ورلینده ایده جالبی است و حتی اگر مانند فرضیه های پیشین این فرضیه هم رد شود، حداقل فهمیده ایم که گاهی باید از راه های دیگری به موضوعی بیندیشیم؛ چرا که اگر ما در پی نظریه ی همه چیز هستیم، به نظر می رسد بخشی از ادراک ما از جهان به کلی اشتباه است و باید درست شود. ورلینده می گوید: « بسیاری از فیزیکدانان نظری مانند خود من در حال تلاش برای رسیدن به این نظریه اند و حتی پیشرفت هایی نیز کرده ایم. ما در آستانه ی انقلابی در فیزیک هستیم که درک ما را از فضا، زمان و گرانش به طور بنیادی تغییر می دهد.» مقاله ورلینده بطور کامل در سرور arXiv.org منتشر شده است.

ترجمه: پویا فرخی / آکا ایران

VN:F [1.9.22_1171]

منبع :

گردآوری توسط بخش مقالات فیزیک سایت آکاایران
تبلیغات