بزرگترین راز های حل نشده علم فیزیک- قسمت دوم
سرنوشت جهان چیست؟
سرنوشت جهان شدیدا به فاکتوری با مقدار نامعلوم بستگی دارد: Ω ، میزان چگالی ماده و انرژی در جهان. اگر Ω بیشتر از ۱ باشد فضا-زمان مانند سطح یک کره عظیم بسته خواهد بود. اگر انرژی تاریک وجود نداشته باشد چنین دنیایی از گسترده شدن باز میایستد و در عوض منقبض میشود و در نهایت با رویدادی به نام مه رُمب پایان مییابد. اگر جهان بسته باشد و انرژی تاریک وجود داشته باشد این جهان کروی تا ابد به گسترش ادامه خواهد داد.
فقط در صورتی که عالم چگالی صحیح با تعداد اندکی پروتون در هر متر مکعب را داشته باشد، میتواند بدون خمیدگی و در نتیجه تخت باشد. عالم تخت عالمی است که باریکههای نور به موازات یکدیگر حرکت میکنند. عالم تخت حد فاصلی بین بسته (پرتوهای نور در آن به سمت یکدیگر همگرا میشوند) و عالم باز (باریکه های نور واگرا) است.
آیا در بینظمی، نظمی هم وجود دارد؟
فیزیکدانان نمیتوانند دسته معادلاتی را که رفتار سیالات؛ از آب تا هوا و دیگر مایعات و گازها، را توصیف میکند، دقیقا حل کنند. در واقع معلوم نیست که آیا راه حلی عمومیبرای معادلات ناویه استوکس (مدل ریاضی حاکم بر حرکات، جریانات، و دینامیک سیالات) وجود دارد یا خیر و اگر وجود دارد آیا تمام سیالات را توصیف میکند یا نقاط ناشناخته یا تکینگی (Singularity) دارد؟ به عنوان یک پیامد، طبیعت بینظمی کاملا شناخته شده نیست.فیزیکدانان و ریاضیدانان میپرسد آیا رفتار هوا به سختی قابل پیش بینی است یا کاملا غیر قابل پیش بینی است؟ آیا آشفتگی از توصیفات ریاضی سبقت میگیرد و یا وقتی با ریاضی درست با آن کار کنیم قابل فهم است؟
چطور اندازه گیریها توابع موج کوانتوم را فرو میریزد؟
در محدوده عجیب الکترونها، فوتونها و دیگر ذرات بنیادی، قانون مکانیک کوانتوم است. ذرات مانند توپهای کوچک رفتار نمیکنند بلکه مانند موجهایی هستند که در یک فضای بزرگ پخش شده اند. هر ذره با یک تابع موج یا توزیع تصادفی توصیف میشود که به ما مکان، سرعت و اینکه دیگر ویژگیها چطور ممکن است باشند، نه اینکه چه هستند، را میگوید. هر ذره محدودهای از مقادیر را تا زمانی که به طور تجربی اندازهگیری شود برای ویژگیهایش دارد برای مثال، مکان ذره- در این زمان تابع موج فرو میریزد و ذره تنها یک مکان میگیرد.
آیا نظریه ریسمان صحیح است؟
وقتی فیزیکدانان فرض میکنند که تمام ذرات بنیادی در واقع حلقههای یک بعدی یا ریسمان هستند که هرکدام با بسامد متفاوتی نوسان دارند، فیزیک آسانتر میشود. تئوری ریسمان فیزیکدانان را قادر میسازد قوانینی که بر ذرات حاکم است، مکانیک کوانتوم، را با قوانینی که بر فضا زمان حاکم است، نسبیت عام، وفق دهند و ۴ نیروی بنیادی طبیعت را در یک قاب متحد کنند.
طول عمر کیهان
این رمز و راز، پایان کیهان، ممکن است تا شب به یاد شما نماند، اما قطعاً در آیندهی دور باعث نگرانی دربارهی زنده ماندن میشود. پیشبینی شده است این رویداد حماسی در حدود ۱۰ میلیارد سال دیگر رخ دهد. دو نظریه مخالف هم، بیگ کرانچ (Big Crunch) و شکافتگی بزرگ (Big Rip) میباشد بیگ کرانچ، اثر مقابل بیگ بنگ است – در واقع همه اجزای ماده در جهان از شتابی که نسبت به هم دور میشوند، متوقف شده و در عوض شروع به شتاب گرفتن به سمت یکدیگر خواهند کرد. ممکن است یک تصادم هیجانی همه مواد در این جهان را پدید آورد.
منبع: برترین ها
بخش مرکز یادگیری سایت تبیان،تنظیم:نیلوفر یاقوتی
