واقعیت های باور نکردنی درباره گرانش

گرانش یا جاذبه پدیده طبیعی در جهان می باشد دانشمندان با بررسی های نیروی گرانش به نقاط بسیار باور نکردنی پی ببرند کعه بسیار جالب می باشد گرانش یک نظریه می باشد نه قانون در ادامه تصاویر و جزئیات بیشتر واقعیت های باور نکردنی درباره گرانش را در مجله خبری دانستن خواهید دید با ما همراه باشید.

به گزارش مجله خبری دانستن: رابــطـــه ما با گرانـــش از دوران دبــسـتـــان آغــاز شد، زمـــانی که برای اولیـن بار با ایـن نیروی شگفـت انـگـــیـــز آشـنـا شدیــم. با ایـــن حال گرانش چیــزی بیــش از نیرویی اسـت که ما را روی زمـــیـن نگــه میــ‌ـــدارد. در مدرســه نکات سادهـــ‌ای دربــاره گرانـــش آموختــیــم. امــا ایـن باعــث تصورات غلط و خلـــاهایــی در درک ما از ایـــن نیـــروی فیـزیکـــی مهم شده اســت. در ایـن جا با چنـد حقـــیقت جالـــب دربـــاره گرانــش آشـنــا میـ‌شوید که احـتـمـالا قبـــلـــا نمیــ‌دانـــسـتیــد.

گرانش یک نظریه است نه یک قانون

در حقیـــقـت گرانش یک قانون علــمـــی نیـست. اگـــر در اینترنت دربــاره گرانــش جســـتـجو کنیــد، احـتمـــالـا مقـــالــات زیادی درباره قانون گرانش پیدا میـ‌ـــکـــنید. اما در دنـیــای علم، قوانین و نظـریـــهـ‌ها بســیار متفـــاوت هستـند. یک قانون علمی حقیــقتی بر پایه داده و روابط است که دقـــیــقـــا انچــه را اتــفــاق می‌افـــتد توضیح میــ‌دهـد. امـــا یک نظـــریـــه ایــدهـ‌ـای است که برای توضیـــح چرایی اتــفاق افـــتادن یک پدیده اسـتـــفـــاده می‌ــشود.

وقتی به گرانش با استفــاده از تعاریـــف قوانـــیـن علـــمی و نظریه فکر می‌ـکـنـــیم، مشخص میـــ‌شود که چرا گرانش یک نظــریه اســـت نه یک قانون. دانـــشمنــدان نتوانسـته اند گرانــش همـه ستارگــان، ماه، سیـارات، شهـــاب سنگ یا اتم را در جهان محـاسبه کنـنـد. کاوشگـر فضــایــی «Voyager ۱» حدود ۲۱ میـــلیـــارد کیـلومتـر از زمـــیـــن سفـر کرده است. ایـــن فضاپیــما منـــظومه شمسـی ما را ترک کرده اما نه خیـــلــی زیـــاد. تنــها با نگاه کردن به سفـر طولانــی چندیـــن سالـه ایـن فضــاپیـمـا میــ‌ـــتوانیــد بفـهمید که چرا دانشــمــنـــدان نتوانـــسـتـــه گرانـــش همـــه ستارگــان و … را بررســـی کنند. جهـــان ما بسیار بزرگ است!

اختــلــافــاتـــی در نظــریـــه گرانـش وجود دارد

بعـد از ایــنکـــه فهمیدیـــد گرانش یک نظـــریه اســت، باید بدانـــید خلأهایــی در نظـــریه گرانش وجود دارد که نشــان میـــ‌دهـــد ایـن نیرو آن قدر که در دوران دبــسـتــان فکـر میــ‌کردیـم قابل باور نیـسـت. بسیــاری از ایـــن خلــا‌ـها در منــظومه شمســی دیـده میــ‌ــشوند، اما برخـــی از آنــ‌ها در زمــین هم قابــل مشاهده هستـــنــد. به طور مثال، طبق نظریـه گرانــش، نیـروی گرانش خورشــید روی ماه بسیار بیشتر از نیـــروی گرانــش زمیــن اعمال میــ‌ـــشود؛ بنابرایــن ماه باید به جای زمین به دور خورشید میـــ‌ـگشـــت. امـــا دانـــشـمندان ثابت کرده انــد که ماه به دور زمــیــن می‌گـردد که با نگاه به آسمان شب آن را می‌ــفـــهمـــیم.

در مدرســـه با نیوتن، کاشف گرانــش هم آشنــا شدیــم. نیوتن شاخــهــ‌ـــای جدیـد در ریـــاضـــیـــات با نام حسـاب دیفـــرانسیـــل ایـجـاد و از آن برای توسعه نظریـــه گرانـشــش استــفاده کرد. هرچنـد بسـیاری از ما با ایــن رشــتـه از ریــاضـیات آشــنــا هســـتــیم، امـــا ثابـــت شده که کاسـتـی‌ــهای زیادی دارد؛ بنابـرایــن ممـــکـــن اسـت کاسـتــی هایی در اثـبات نظـریـــه گرانش توسط نیوتن هم وجود داشته باشد.

امواج گرانشــی

نظریه نسبـیت عام انـیشتــین در سال ۱۹۱۵ ارائه شد. تقریبـا در همـــان زمان، فرضـــیه پدیده‌ـای به نام امواج گرانشـی هم به وجود آمــد. سال ۱۹۷۴ ایـــن نظـریه ثابـــت شد. امواج گرانــشی امواجی در محـدوده فضا-زمان هســـتـــنـــد که توسط رویدادهـای عظیـم جهــان اتــفاق میـــ‌افــتــند. ایـــن رویداد‌ـهـا هرچـــیـزی میـــ‌تواننـد باشـنــد از برخورد سیــاهـچـالهـ‌ــها تا حرکت ستـــاره‌ـهای نوترونی تا یک ابـــرنواخـتر. وقتـــی چنـین چیزی اتـــفاق بیـــفـتــد، امواج گرانـشی در محل وقوع ایــجــاد میـــ‌شوند مثـل امواجـــی که از پرتــاب سنگ داخـــل آب به وجود میــ‌ــآیـد.‌ ایــن امواج با سرعــت نور در جهان حرکت میـ‌کـــنند.

همان طور که ما ایـــن رویدادهای عظـیم را در جهـــان نمی‌ـبینـیـــم، سالـــ‌ـهـا طول می‌کـشـید تا امواج گرانـشــی را مشــاهــده کنیــم. به همــیـــن دلـــیــل حدود ۶۰ سال طول کشـــیـــد تا وجود امواج گرانـشــی را ثابـــت کنیـــم. دانـــشمـــندان برای بیــش از ۴۰ سال، اولین یافـته خود از امواج گرانـشی را کنـــتــرل کردنـد، ایــن امواج توسط دو ستـاره سنــگیـــن متراکـم ایـــجــاد شده بودند که به دلـیل کشش گرانــشـی دور یکدیـگر می‌ــچـرخـیدند. به مرور زمـــان مشـــاهـده شد که ستــاره‌ـهـــا با سرعـــتـی که نظـــریـــه انیشتـیـن پیـش بیــنــی کرده بود به هم نزدیک و نزدیکـــتـر می‌شوند؛ بنـابـرایـــن ثابــت شد که امواج گرانـشی وجود دارند.

سیاهـــ‌ـچـــالهـــ‌ـــهــا و گرانــش

سیاه‌چــالـهـ‌ــهـــا یکی از بزرگـتریـــن رازهـای جهان هستند. آنـــ‌ـهـــا هنـــگام فروپاشــی یک ستاره در خودش ایجــاد می‌ـشوند که یک ابـرنواخــتر را ایـــجاد میـ‌کنـــد. ایـــن ابـرنواختر قطــعـــات ستـــاره را در فضا پخــش میــ‌کـــنـــنـــد و منـطـقهــ‌ــای ایـــجـاد میـ‌کـند که در آن گرانـــش آنـقـــدر زیــاد اســت که نور نمیـــ‌توانـد از آن بگریزد و سیــاهـ‌چــالـــه شکل می‌ــگیــرد. گرانـش باعث ایجاد سیاهـ‌چـالـهـ‌هــا نمــیـــ‌شود، اما نقش کلیـــدی در کمک به ما برای درک و یادگــیری آن بازی می‌کنــد.

گرانـــش سیـــاهـــ‌چـــالهــ‌ـها به دانشـــمندان کمک می‌ـــکــند آنـــ‌ــهــا را در جهــان پیدا کنند. چون کشـــش گرانش آنــقدر قوی است که دانــشمـــنـدان کشـش گرانـش را روی سایـر ستـــارگــان و گازهـــای اطـــراف آنـــ‌ــهـا میـ‌ـبـــیــنـــنـــد. حتی سیاهـ‌چاله‌ها می‌توانـنـــد ایـــن گاز‌ــهـــا را بکـشـند و در اطـراف خود یک دایره روشن ایـجاد کنــنـد. بدون گرانـش شدیـــد سیاهـــ‌چـالـــه ها، ممــکن بود هرگز نفهمیم آن‌ــهـــا وجود دارند.

نظریه ماده تاریـک و انـرژی تاریک

حدود ۶۸ درصد جهــان از انرژی تاریـک و ۲۷ درصــد از ماده تاریـــک تشکیــل شده اسـت. با وجود ایــنـکـه ماده و انرژی تاریک بســـیار زیادی در جهــان وجود دارد ما چیـز زیادی دربـــاره آنـــ‌ـــها نمیــ‌ـــدانــیم. ما میـــ‌ـــدانـــیم که انـــرژی تاریـک ویژگــیـــ‌ــهـای زیادی دارد. نظـــریـه گرانش انیـــشتیــن هم نقـــش بزرگــی در کمک به دانــشـمنــدان داشـت که ببــینـنـد انــرژی تاریـــک می‌ـــتوانـد گسترش یابد و فضـای بیشتری ایـــجـاد کنــد.

دانشمـنـدان هنگــام اســـتفــاده از نظریـــه انیشتـــین، ابتــدا فکر می‌ـکردند که گرانش باید گســـترش جهـان را به مرور زمـــان کم کنـــد. سپس در سال ۱۹۹۸ تلــکســـکوپ فضـایــی هابل نشـان داد که سرعـــت گسـترش جهان سریـع و سریع‌ـــتـــر میـ‌ـشود؛ بنابــرایـــن دانــشـمـــنــدان فهـــمـــیــدنـد که نظـریه گرانش نمیـــ‌توانــد آنچـــه را در جهـان اتفاق میــ‌ـــافـتـد توضیـــح دهـد. آنـــ‌ها از ماده و انرژی تاریــک برای توضیح سرعت فزایـنـــده انــبـســـاط جهان اســتـــفـــاده کردنـد.

گراویتون

ما در مدرسه یاد گرفتـیـــم که گرانــش یک نیــرو اســـت، امــا ممکن اســـت واقــعـــا ذره‌ای به نام گراویتون باشـــد. گراویتون واحــد پایـــه گرانــش اسـت که حامل نیــروی گرانـــش است. فیــزیکــدانــان هیچ گراویتونی را شنــاســایی نکـــرده اند، امـــا نظریـهـــ‌ــهای بسیـــاری دارنـد که چرا ممکــن است آن‌ـهــا وجود داشته باشند. یکی از ایــن نظــریــه‌ها ایـــن است که گرانـــش تنها نیـــرویی (از چهـار نیــروی بنیـــادی طبیعـت) اســت که در آن یک واحد پایـه شناسـایی نشــده اســـت.

اگـــرچـــه ممـکن اســـت گراویتون‌هـــا وجود داشـته باشــند، اما شنـاسایـی آن‌ــهـــا بســیار سخــت اســـت. فیزیـکدانـان فرض میـــ‌کـنـنـد که امواج گرانــشـــی از گراویتون تشـــکیـل شدهـــ‌ـانــد. برای تشـــخیص امواج گرانشی آزمــایش ساده‌ـای وجود دارد که متاســفانــه برای تشخیـص تغییـرات فاصلـــه جزئی که توسط گراویتون‌ها ایـــجـاد میـ‌ـــشود کار نمیـــ‌کنـــد. فیـــزیکــدانان برای تشخــیـــص آنــ‌ـها به آینه‌هـــایی نیـاز خواهـــنـــد داشـــت که آنــقدر سنـــگــین هسـتــنــد که در هم فرو میـــ‌پــاشنـــد و سیاه چالـه ایجـاد میــ‌ــکـــنـــنـد؛ بنـابـرایـــن در آیـنـــده نزدیک ممــکن نخواهـــد بود. در حال حاضــر دانـشـــمــنــدان به جهـان نگاه میـ‍کنـــنـــد تا به ‌آنـــ‌ها برای برای شنــاسـایی آثـار گراویتون‌ــهــا کمــک کنـــد.

ایـــجــاد پتانـسیل کرم‌ــچالـه

کرمـــ‌ـــچـالهــ‌ــهـــا نیـــز یکی دیـگر از رازهـــای بزرگ هستـــی هستنـــد. فکر کنیـد میـ‌توانـســتـید در تونل زمان با سرعت نور به یک کهکـــشـان دیـگــر سفـر کنید. اگـر کرمـــ‌چـــالــه‌ـهــا در جهـان وجود داشتـه باشنـــد چنـــین چیــزی ممکن اسـت. تا کنون هیچ شاهدی وجود ندارد که وجود آنــ‌ـــها را اثـــبــات کند، اما فیزیـــکدانان به راهــی برای ایـــجاد آنـ‌هــا با گرانش فکـــر می‌کــنـــنــد. با استـــفاده از نظـریـــه نسبـــیـــت عام انیشتیـــن، فیزیکدان «لودوینـگ فلـــام» توضیح می‌دهـــد که گرانــش چطور میـــ‌توانـد فضا و زمـان را ترکیب کنـــد که از نظـر تئوری باعث ایـــجاد کرم‌ـــچـــالـــه میـ‌ـــشود. الــبـتـــه نظـریه‌های دیگـری هم دربـــاره پیدایـش کرمـــ‌چـالهـ‌ــهــا وجود دارند.

سیــارات نیروی گرانــشـی روی خورشیـــد اعمال میـ‌کنـــنــد

ما میـــ‌ـدانیــم تمـام سیـارات منـظومه شمســـی به دام گرانـــش خورشیـــد افــتادهـ‌ـــاند و نمـــی‌توانـنـد از مدارشـان بگــریــزنـد به همین دلیـل اســـت که به دور خورشیـــد می‌ــگـردند. به همـین ترتیـب زمیــن هم به ماه نیـــروی گرانـش اعمال میــ‌کــنـــد و باعـــث می‌ـشود ماه به دور زمین بگردد. با این حال همــه سیــارات و سایــر اجســام دارای جرم در منظومه شمسی نیروی گرانشــی به خورشیــد، سایر سیـــارات و همـــه اجــسـام دارای جرم اعــمـال می‌ـکنــند. میـزان ایـن گرانـــش به جرم اجسام و فاصــله آنـــ‌ـها بستگی دارد. در حقیـــقـت همه اجسـام دارای جرم در جهان نیـروی گرانــش خود را به سایــر اجــسام دارای جرم وارد میـ‌کــنـنــد حتی اگـه چندین سال نوری از هم فاصـله داشــتــه باشنـد.

ریــزگرانــش

همـه ما شنیدهــ‌ایــم که فضــانوردان در فضا معـلق هســـتنـــد چون گرانـــشـــی وجود ندارد. امـا حقـــیقـــت این اســـت که در فضــا هم گرانـش وجود دارد که ریــزگـــرانـش نامــیده می‌ـشود، چون بســـیار کم است. ایـن ریــزگرانــش باعث میــ‌ـشود فضانوردان در فضا بی وزن به نظر برســنـد. بدون گرانــش در فضـــا، سیـارات نمــیـ‌توانسـتــنـــد دور خورشــید بگـردنــد یا ماه دور زمیــن بچـــرخـد. هرچـــه فاصــلـه بیـــشـتـــر شود گرانـش ضعیــفــ‌ـــتر میــ‌ــشود. در فضا گرانش بســـیـــار کم اســـت، چون همـــه چیــز از زمین بسـیار دور اسـت. هم چنـــین گرانـش در جرمـــ‌هـای کوچک ضعیف‌تــر میـ‌ــشود. مثلـا در اتم گرانــش بســـیار ضعیف اســت، امـــا وقتـــی اتم‌ـهــا ترکــیــب شوند قوی‌ـــتر می‌ــشود.

سفـر زمــان

سفـر زمان رازی است که سال هاســت ما را مجـــذوب خود کرده اســت. نظـریه‌هـای بسیـــاری از جمـــلــه نظـریه گرانـــش میــ‌ـــتواند توضیـح دهـد که چرا سفر زمان ممکــن اسـت واقعـــا وجود داشــتــه باشد. گرانـــش یک خمیدگـی در فضـــا-زمــان ایجـــاد می‌کند که باعـث میــ‌ـــشود اجسـام در مســیـر منـــحـنــی حرکت کنـــند. در نتــیجـه اجسـام در فضا نســـبـــت به زمین سریــعــ‌تر حرکـــت میـ‌ـــکنـند. به طور مثـــال ساعـتـ‌ در ماهواره‌ـــهــای فضـایــی ۳۸ میـــکـروثانــیـــه در روز سریـع‌ـتـر حرکت می‌ــکـنــنــد. از آنــجا که گرانـش در فضـــا باعـــث می‌ــشود اجـســام سریعـ‌ـــتــر حرکت کنــند، فضــانوردان وقتــی به زمــیـن برمـی گردند مســـافــر زمـان در نظـر گرفــته میـ‌ـــشوند. این اثـر روی فضـانوردان آنقـدر کم اســت که متوجه آن نمـــی‌شوید. امـــا سوالـــی که پیــش میــ‌ــآیـد ایـــن است که آیـــا گرانــش در نهایـــت میـــ‌ـــتوانـــد باعـــث نوعی سفـر در زمـان شود که در فیـلـمــ‌ـهـا می‌بیـــنـیـم؟

واقعیت های باور نکردنی درباره گرانش

نظرات کاربران (0)

دیدگاه ها بسته شده اند.