هر اقدامی جهت کوانتش گرانش منجر به ناهنجاریهایی می شد که کل نظریه را خراب می کرد. نظریه های ابرگرانش و ابرریسمان و نیز مدل دیگری بنام گرانش کوانتومی حلقوی (Loop Quantum Gravity) از معروفترین تلاشهای انجام گرفته در این راه هستند. هرچند ابرگرانش در داخل نظریۀ M لحاظ می شود ولی گرانش کوانتومی حلقوی ساختار متفاوتی دارد. هر دو رهیافت دارای ویژگیهای مثبت و منفی بسیاری هستند ولی محققین گرانش کوانتومی حلقوی در مقابل ابرریسمان جزء اقلیت به حساب می آیند.( در مورد ایراداتی که طرفداران دو گروه بهم وارد می کنند مقاله ای خواندنی از یکی از افراد شاخص نظریۀ گرانش حلقوی، کارلو روِلی، موجود است که به سبک کتاب گالیله( گفتگو در مورد دو علم جدید)، به شکل یک گفتگو نوشته شده است. البته یادمان باشد که نویسنده از طرفداران گرانش حلقوی است ولی ایرادها بسیار جالب است.

موفقیت عظیم نظریۀ میدانهای کوانتومی و جو حاکم، ناخودآگاه آدمی را به یاد هندسی کردن پس از نسبیت عام می اندازد. نظریه های فوق هم، مثل نسبیت و حتی بیشتر از آن قرین موفقیت بودند. ولی واقعاً چرا باید چنین اصراری برای کوانتش گرانش وجود داشته باشد؟ آیا بهتر نیست احتمالات و امکانات دیگری را بررسی کنیم؟ آیا صَرف چنین انرژی عظیمی در طول بیش از یک نسل از بهترین فیزیکدانان نظری برای وحدت میدان گرانشی با میدانهای دیگر از طریق کوانتش آن معقول بوده است؟ اگر چنین انرژی ای صرف بررسی زیر ساخت های دیگر فیزیک بود بهتر نبود؟ شاید دینامیکی فراتر از آنچه که نظریۀ کوانتومی فراهم آورد برای چنین تلاشی لازم باشد. شاید کلید حل مسئله در جای دیگری باشد. درست است که همیشه احتمالات وجود دارد و ما چاره ای نداریم بجز آنکه به آنچه که داریم اتکاء کنیم ولی یادمان باشد هنوز مجهولات ما در فیزیک به پایان نرسیده اند. هنوز جاهایی هست که به خاطر مُدگرایی مغفول مانده اند، در حالی که همه به دنبال سودای "نظریه ای برای همه چیز" (Theory of everything )هستیم. اگر نظریۀ میدان کوانتومی و تلاشهای گروه فیزیکدانان دست اندرکار آن رخ نمی داد احتمالاً هنوز هم در حال هندسی کردن الکترومغناطیس بودیم! یاد آن درس بزرگ دوران هندسی کردن پس از نسبیت عام بیفتیم، اینکه " اگر هندسی کردن در جایی خوب بود دلیلی ندارد همه جا خوب باشد" و آنرا اینگونه برای کوانتش بازنویسی کنیم که: " اگر کوانتش در جایی خوب بود دلیلی ندارد همه جا خوب باشد".

===========================================

در اینجا تصاویر تعدادی از دانشمندانی را که در سری مطالب "نظریهء ریسمان و گرانش کوانتومی - نگاهی دیگر" به آنها اشاره شد برای علاقه مندان می آورم. تعدادی از تصاویر را از سایت دانشگاه پرینستون آورده ام.در مورد کارهای این افراد قبلاْ توضیح داده شده است(مثلاْ در ضمائم این سری مطالب). اسامی افراد در توضیح تصاویر از راست به چپ است.

جان شوارتز

مایکل گرین

جان شوارتز و مایکل گرین که با ارائهء ابرریسمان، انقلاب اول ابرریسمان را شکل دادند.

جوزف پولچینسکی - ادوارد ویتن

جوزف پولچینسکی و ادوارد ویتن. ویتن را می توان تاثیرگذارترین شخص در این نظریه و از بزرگترین فیزیکدانان نظری دوران معاصر دانست. بدون اغراق، معمولاْ در هر زمینه ای که وارد شده است موج جدید و تحولی در آن شاخه ایجاد کرده است.او برندهء نشان فیلدز بوده و با ارائهء ایدهء نظریهء M، بوجود آورندهء انقلاب دوم ابرریسمان است. پولچینسکی مبدع D-Brane بوده و از بزرگان این نظریه است.

===========================================

کامران وفا

کامران وفا بدون شک از شاخصترین افراد در این نظریه است. او در عموم قسمتهای نظریهء ریسمان تاثیرگذار بوده است و البته کار مشترک او و اندرو استرومینگر در شمارش حالات کوانتومی نوعی از سیاهچاله ها و بدست آوردن رابطهء هاوکینگ - بکنشتاین از طریق نظریهء ریسمان از معروفترین کارهای اوست.

===========================================

اندرو استرومینگر - خوان ماداسینا

اندرو استرومینگر و خوان مالداسینا. به کار استرومینگر در بالا اشاره شد. مالداسینا مبدع ایدهء تناظر بین فضای آنتی دوسیته و نظریه میدان همدیس (correspondence ADS/CFT ) است که قبلاْ توضیح داده ام.

===========================================

دیوید گراس- فرانک ویلچک

دیوید گراس و فرانک ویلچک از بزرگان ذرات بنیادی و برندگان نوبل ۲۰۰۴ در زمینهء QCD (همراه با دیوید پولیتزر) هستند. دیوید گراس در نظریهء ریسمان نیز تاثیرگذار بوده است و در ارائهء ریسمان هتروتیک (ریسمانی که حالات چپگرد و راستگرد را جدا می کند) سهیم می باشد.

با ظهور درخشان نظریۀ کوانتومی و فرزند خلف آن، مکانیک کوانتومی نسبیتی و اخلاف بعدی آن یعنی نظریۀ میدان کوانتومی و نظریه های پیمانه ای و نتایج بسیار موفق آنها، همه به فکر کوانتش (Quantization) و پیمانه ای کردن (Gauging) همه چیز افتادند. برخی از نتایج بدست آمده از نظریۀ میدان کوانتومی آنچنان با تجربه همخوانی دارند که جزء دقیقترین نتایج در فیزیک به حساب می آیند. نمونۀ آن انتقال لمب (Lamb shift) در اتم هیدروژن است که نتایج تجربی تا 11 رقم معنی دار با نظریه همخوانی داشته اند. این نکته را باید بیافزایم که این محاسبات به مدد فرآیندی به نام بازبهنجارش (Renormalization) انجام می شود که هرچند ممکن است از منظر ریاضی چندان زیبا به نظر نرسد، ( دیراک که اصلاً آنرا اقناع کننده و زیبا نمی دانست) ولی باید بپذیریم که از منظری فیزیکی زیبا و شگفت انگیز هستند زیرا به خوبی طبیعت را توصیف می کنند و چه چیزی مفتون کننده تر از این است که شما جهانی را فهم می کنید که در ساخت آن نقشی نداشتید (ر.ک: نامفهومترین مفهوم). همین موضوع در مورد نظریه های پیمانه ای هم صادق است. این نظریه ها بر اساس نظریۀ میدان کوانتومی ساخته می شوند و این شرط در آنها لحاظ می شود که باید ساختار نظریه تحت تقارنهای خاصی که تقارن پیمانه ای نامیده می شود بدون تغییر بماند. بطور مثال در نظریۀ میدان پیمانه ای الکترومغناطیسی، که آنرا الکترودینامیک کوانتومی ( [1](QEDمی نامند ، این تقارن از نظر مفهومی مانند تعریف مجدد بار الکتریکی است که بقاء بار الکتریکی از آن ناشی می شود. در این نظریه ها یک تابع لاگرانژی نوشته می شود که از میدانهای موجود در نظریه و مشتقات آنها ساخته می شود. ناوردایی ( یعنی بی تغییر ماندن) نظریه تحت تبدیلات پیمانه ای، به معنای ناوردایی لاگرانژی تحت این تبدیلات است. چنانچه نظریه ای تحت تبدیلات پیمانه ای خاصی ناوردا باشد آنگاه می گوییم که تقارن پیمانه ای دارد. از دل این موضوع نتایجی بدست می آید که یکی از آنها وجود ذرات واسطه ای (بنام بوزونهای پیمانه ای) است که اثر میدان را منتقل می کنند. در واقع وجود آنها برای ناوردایی نظریه لازم است. یک نمونه از این ذرات، فوتون است که واسطۀ میدان الکترومغناطیسی است.

واینبرگ

عبد السلام

عبدالسلام واینبرگ

در دهۀ 1960 استیون واینبرگ[2] و محمد عبدالسلام[3] بر اساس این ایده مدلی را برای وحدت دو میدان الکترومغناطیسی و ضعیف هسته ای پی ریختند که به مدل واینبرگ – سلام معروف است و از موفقیتهای مهم نظریه های پیمانه ایست. از این نظریه نتایج جالبی بیرون آمد که یکی از آنها پیش بینی وجود 3 ذرۀ پیمانه ای دیگر (بجز فوتون) بود که هر سه بعداً در آزمایش پیدا شدند. این ایده سپس برای وحدت میدان قوی هسته ای که دارای یک نظریۀ پیمانه ای بنام کرومودینامیک کوانتومی (QCD)[4] است با دو میدان وحدت یافتۀ قبلی بکار برده شد که منجر به مدلی شد که اکنون آنرا مدل استاندارد ذرات بنیادی می نامند و ضمن توجیه کردن نتایج تجربی قبلی به پیشبینی های جدیدی هم منجر شد که آنها نیز بطور موفقیت آمیزی در آزمایش تأیید شدند. از جملۀ آنها می توان به پدیدۀ محبوس شدگی کوارکها اشاره کرد که نظریه پردازان آن در سال 2004 برندۀ جایزۀ نوبل شدند. با این اوصاف طبیعی می نماید که همه به دنبال کوانتش گرانش باشند. یعنی همین برنامه را در مورد گرانش هم انجام دهند تا گرانش هم با سه میدان قبلی وحدت بخشیده شود. ولی قضیه بدین شکل پیش نرفت

آ

آندره-ماری آمپر

ا

ارشمیدس
یوهان اشتارک
آلبرت اینشتین
نیما ارکانی‌حامد
اتو اشترن

ب

هانس بته
هانری بکرل
نیلز بور
ماکس بورن
رابرت بویل
دیوید بوهم

پ

بلیز پاسکال
ولفگانگ ارنست پائولی
مارتین پرل
جان پلی‌فیر
ماکس پلانک
دیوید پولیتزر
آشر پرز

ت

جوزف جان تامسون
جرج پاجت تامسون
نیکولا تسلا
سین‌ایترو توموناگا

ج

علی جوان
پاسکوال جوردان

چ

جیمز چادویک

ح

محمود حسابی

د

پل دیویس
پاول آدرین موریس دیراک
لویی ویکتور دوبروی

ر

ارنست رادرفورد
ایزیدور آیزاک رابی
فردریک راینیز
ناتان روزن

ژ

جیمز ژول

س

جی جی ساکورایی

ش

اروین شرودینگر
جولین شووینگر

ع

عبدالسلام

ف

مایکل فارادی
ریچارد فاینمن
انریکو فرمی
جرج فرانسیس فیتزجرالد
جیمز فرانک
بنجامین فرانکلین
جروم آیزاک فریدمن

ک

نیکولاس سعدی کارنو
رودلف کلاوزیوس
نیکلاس کوپرنیک
ایرن ژولیو کوری
پیر کوری
فردریک ژولیو کوری
ماری کوری
سيدمحمد كلانتريان
شان کارول

گ

گالیلئو گالیله
دیوید گراس
برایان گرین
جوزف لوئیس گی‌لوساک
گوستاو دولاوال

ل

ارنست اورلاندو لارنس
جان لزلای
فیلیپ لنارت
لورنتس
بنجامین لی

م

جیمز ماکسول
رابرت مایر
ماریا گویپرت مایر
دیوید مرمین

ن

سر آیزاک نیوتن
نيما نيك نژاد

و

جیمز وات
استیون واینبرگ
ویلهلم وبر
ادوارد ویتن
فرانک ویلچک
رابرت ر. ویلسون
کامران وفا
رابرت والد

ه

ادوین هال
ورنر هایزنبرگ
هاینریش هرتز
ویلیام همیلتون
جوزف هنری
رابرت هوک
جرج ویلیام هیل
ادوین هابل
استیون هاوکینگ

ی

هیدکی یوکاوا

نظريه جهان ازلي عليه بيگ بنگ

نظريه اي كه چند سال اخير ابراز شده بيان مي دارد كه احتمالا فضا و زمان پس از انفجار بزرگ Big Bang آغاز نشده است بلكه فضا و زمان هميشه وجود داشته است و يك چرخه بي پايان از انبساط و انقباض را انجام مي دهد.
پاول استينهارت ، فيزيكدان دانشگاه پرينستون و نيل توروك از دانشگاه كمبريج دو دانشمندي هستند كه اين نظريه را ابراز كرده اند. طبق اين نظريه در هر چرخه جهان از ماده داغ و چگال انباشته مي شود و پس از آن مرحله انبساط را آغاز مي كند كه در طي آن جهان سرد مي شود. تا اينجاي كار همه چيز شبيه تصوير ارائه شده از نظريه انفجار بزرگ است. بعد از گذشت 14 ميليارد سال انبساط جهان شتاب بيشتري به خود مي گيرد. البته مشاهدات تجربي مويد اين نظريه مي باشد. بعد از گذشت تريليون ها سال ماده به طور كامل منتشر شده و به حداكثر انبساط خود مي رسد. تابش نيز در سرتاسر جهان پراكنده مي شود و بدين ترتيب مرحله انبساط جهان متوقف مي شود. در مرحله بعد يك ميدان انرژي ، ماده و تابش هاي جديدي توليد مي كند و بنابراين اين چرخه مجددا شروع مي شود.
اين تئوري جديد پاسخ هاي محتملي را براي چندين مسئله كه مدت هاي مديدي در زمينه انفجار بزرگ در ذهن دانشمندان وجود داشت ؛ پاسخ مي گويد. نظريه انفجار بزرگ طي چند دهه گذشته نظريه غالب در زمينه كيهان شناسي به شمار مي فت. از جمله پرسش هايي كه در نظريه انفجار بزرگ بدون پاسخ مانده است مي توان به پرسش زير اشاره كرد :
"چه چيزي براي اولين بار منفجر شده و چگونه قبل از آغاز زمان آن چيز وجود داشته است؟"
استينهارت ، استاد فيزيك كه از جمله ارائه دهندگان اين نظريه مي باشد در اين زمينه مي گويد : " اين نظريه نيز تفسير هاي موفقيت آميزي در مورد جهان هستي ارائه مي دهد و همانند نظريه انفجار بزرگ ، قادر به توجيه شرايط موجود مي باشد ؛ اما نكته قابل ذكر آن است كه شواهد قاطعي در دست نيست كه بيان كند كداميك از اين نظريه ها صحيح است."
وي در ادامه مي افزايد " "در اين مرحله من نمي توانم هيچ كدام از اين نظريه ها را رد كنم. چيزي كه براي من جالب است اين است كه ما در حال حاضر دو نظريه داريم كه از جهات بسياري با يكديگر فرق اساسي دارند و ما احتمالا تا چند سال آينده مي توانيم به طور تجربي صحت و سقم اين دو نظريه را بررسي كنيم ." نظريه انفجار بزرگ حدودا 60 سال پيش ارائه شده است و در طي اين مدت براي آنكه بتواند مشاهدات تجربي را به نحو شايسته اي توجيه كند ؛ تغييراتي در آن صورت گرفته و تا حدودي توسعه يافته است. يك عنصر بسيار اساسي كه در دهه 1980 به اين نظريه افزوده شده است مفهوم "تورم" است .
مفهوم تورم بيانگر دوره انبساط بسيار سريع است كه در خلال اولين ثانيه هاي بعد از انفجار بزرگ روي داده است. دوره تورم براي تشريح وضعيت يكنواختي و همگوني جهان كه توسط ستاره شناسان مشاهده شده عنصري مهم است . اين مفهوم ضمنا مي تواند توجيه كننده نحوه تشكيل كهكشانها باشد. اين دانشمندان بعد ها مجبور شدند تا به نظريه انفجار بزرگ مفهوم "انرژي سياه" را نيز بيافزايند. به اين دليل مفهوم انرژي سياه به نظريه انفجار بزرگ اضافه شده است كه توجيه گر مشاهدات جديدي باشد كه بيان مي دارد انبساط جهان شتاب بيشتري به خود گرفته است .
در تئوري جديد صحبتي از تورم و انرژي سياه به ميان نمي آيد و اين دو مفهوم با ايده ميدان انرژي جايگزين شده است. بر طبق اين نظريه ميدان انرژي در حال نوساناست و بدين ترتيب زماني باعث انبساط جهان و زماني ديگر باعث ركود مي شود. در عين حال اين نظريه تمام پديده هايي كه اخيرا مشاهده شده اند را به همان خوبي نظريه انفجار بزرگ توجيه كند.
استينهارت كه يكي از پيشگامان ارائه تئوري تورم است در اين زمينه مي گويد : " از آنجايي كه نظريه جديد به مفروضات كمتري نياز دارد ، استفاده از آن آسانتر به نظر مي رسد." حسن ديگر اين نظريه اين است كه مي تواند بدون افزودن مفروضات بيشتري به آن آينده جهان را پيش بيني كند. اين نظريه مي گويد جهان چرخه هاي مشخصي را طي مي كند كه هر كدام از آنها ممكن است تريليون ها سال طول بكشد اما در مقابل نظريه انفجار بزرگ مفهوم تورم نمي تواند آينده دراز مدت جهان را پيش بيني كند . همانگونه كه مفاهيمي همانند انرژي سياه و تورم به طور غير مترقبه مطرح مي شوند ؛ مي توان مفهوم ديگري را نيز به آنها اضافه نمود تا نحوه انبساط را به گونه ديگري توجيه كند در عين حال مدل چرخه اي حاوي چندين مفهوم جديد است كه توروك و استينهارت در طي چند سال گذشته به همراه دنشجويان پرينستون و همكارانشان از دانشگاه پنسيلوانيا و موسسه مطالعات پيشرفته ارائه داده اند. جرميا استريكر استاد اختر فيزيك پرينستون و استاد پروازي اختر فيزيك و فلسفه عملي كمبريج در اين زمينه مي گويد : "اين تحقيقات كه به وسيله پاول استينهارت و نيل توروك انجام گرفته بسيار غير مترقبه و جالب است. اين ايده جديد و بزرگ طي دو دهه گذشته در زمينه هستي شناسي منحصر به فرد است. سر مارتين ريز از محققين انجمن سلطنتي كمبريج خاطر نشان مي سازد كه خواص كليدي و مهم مفاهيم فيزيكي مربوط به جهان در حال انبساط ، همچنان در حد حدس و گمان باقي مانده است و تاكنون مشاهد ه اي يا آزمايش تجربي كاملا آنها را تائيد نكرده است. ريز در ادامه مي افزايد : " در طي 20 سال گذشته نظريات بسيار زيادي ارائه شده است.استينهارت و توروك نيز حدسيات جديدي را كه مبتني بر تصورات است ارائه داده اند. كار آنها تاكيدي است بر اين مطلب كه ما بايد بعضي از مفاهيم روزمره فيزيكي كه براي ما عادي و معمولي است را كنار بگذاريم. به عبارت ديگر ما براي اينكه پيشرفت هاي جديدي را شاهد باشيم لازم است از مفاهيم روزمره فضا و زمان چشم پوشي كنيم.
نظريه چرخه اي جهان بيانگر تركيبي از مفاهيم استاندارد فيزيك و ساير مفاهيم پيشرفته فيزيكي است ، كه نشان دهنده تلاش هاي مجدانه فيزيكدانان براي توسعه يك تئوري فراگير است كه شامل تمام ذرات و نيرو هاي فيزيكي شناخته شده مي باشد. گرچه اين نظريات از رياضيات پيشرفته اي استفاده مي كنند ؛ اما در عين حال مي توانند تصويري از نظريه چرخه اي جهان رانيز ارائه كنند.
براساس اين تئوري ها جهان بايد شامل دو صفحه موازي بسيار بزرگ باشد. براي تجسم بهتر ، دو صفحه كاغذ را كه فاصله آنها بسيار بسيار كم است ؛ را در نظر بگيريد. اين فاصله به عنوان يك بعد ديگر يا بعد پنجم عمل مي كند كه البته تشخيص آن بطور عملي براي ما دشوار است. در مرحله اي از زمان كه ما در آن بسر مي بريم ، صفحات در تمام جهات منبسط مي شوند و تمام جرم و انرژي را كه دارند در جهات مختلف منتشر مي كنند. بعد از گذشت تريليون ها سال ، وقتي كه جهان از جرم و انرژي خالي شد ؛ وارد مرحله اي جديد مي شود . در اين مرحله كه "ركود" ناميده مي شود ؛ انبساط متوقف مي شود و در عوض صفحات شروع به حركت به سمت يكديگر مي كنند؛ و بدين ترتيب بعد پنجم دچار انقباض مي شود. هنگامي كه صفحات منقبض مي شوند كم كم به يكديگر نزديك مي شوند تا در نهايت با يكديگر برخورد كنند. اين برخورد باعث مي شود كه اين صفحات انباشته از ماده چگال شوند و دماي آنها به طور غير منتظره اي بالا رود. اين قسمت پيش بيني ها با مفاهيم ارائه شده توسط مفهوم انفجار بزرگ همخواني دارد. وقتي كه مجددا اين صفحات از يكديگر دور مي شوند بار ديگر انبساط آغاز مي شود . نكته قابل ذكر آن است كه اين صفحات كه در مورد آنها صحبت شد ؛ جهان هاي مختلف و موازي يكديگر نيستند ؛ بلكه در حقيقت قسمت هاي مختلفي از يك جهان هستند. يك قسمت از اين جهان يا يك صفحه شامل تمام ماده معمولي است كه ماهيت آن براي ما آشناست و صفحه ديگر شامل چيزي است كه براي ما ناشناخته است". استينهارت در ادامه مي گويد :
چيزي كه جرم سياه ناميده مي شود و عقيده بر آن است كه قسمت عمده جهان را تشكيل مي دهد در اين قسمت از جهان قرار دارد. بر هم كنش اين دو صفحه فقط براساس جاذبه گرانشي است ؛ يعني اجرام موجود در يك صفحه جاذبه شديدي به اجرام صفحه مقابل وارد مي كنند . استينهارت مي گويد : حركت و خواص اين صفحات از مفاهيم رياضي كه براي بيان آنها به كار گرفته شده است ؛ ناشي مي شود. اين امر برخلاف مفهوم انفجار بزرگ است كه مفهوم انرژي سياه بعدا به آن اضافه شده است تا بتواند مشاهدات تجربي را توجيه كند.
استينهارت و توروك مشغول تعديل و تكميل اين نظريه هستند و در جست و جوي مفاهيم نظري و تجربي مي باشند كه نشان دهنده برتري يكي از اين نظريات بر ديگري باشد. آنها مي گويند : ما مي دانيم كه با مشاهدات دقيق تري كه در دهه هاي آينده و يا حتي در سال هاي آينده انجام مي گيرد شما مي توانيد به صحت و سقم اين نظريات پي ببريد. اينها موقعيت هاي جالبي است كه ما را به سوي خود جذب مي كند . ممكن است به نظر شما يكي از اين نظريات از نظريه ديگر جالبتر باشد ؛ اما به نظر من طبيعت بهترين داور است و مي تواند بگويد كدام نظريه صحيح و كدام غلط است.

چرا نظر استیون هاوکینگ تغییر کرد؟

اگر ما به روند تکامل نظریه ی سیاه چاله ها از سال 1915 که اینشتین نظریه نسبیت را ارائه کرد تا سال 2004 که هاوکینگ نظر خود را تغییر داد توجه کنیم به نکات و سئوالات جالبی برخورد می کنیم

هاوکینگ نظر خود را در سال 2004 تغییر داد و اظهار داشت برخی اطلاعات از سیاه چاله ها خارج می شوند. وی سی سال قبل از آن تاکید کرده بود که اطلاعات از سیاه چاله ها خارج نمی شوند. احتمالاً برخی از مردم تصور می کنند که نظریه ریسمانها یا نظریه نسبیت یا مکانیک کوانتوم هاوکینگ را واداشته تا نظر خود را تغییر دهد، در حالیکه چنین نیست

حقیقت این است که نظریه دو بیگ بنگ الهام بخش هاوکینگ بود تا نظر خود را تغییر دهد

دکتر راج بالدویز

Dr. Raj Baldev

فرضیه خود را در سال 2003 تحت عنوان " دو بیگ بنگ جهان را آفرید" منتشر کرد و هاوگینگ ده ماه بعد نظر خود را در مورد سیاه چاله ها تغییر داد

دکتر راج بلادو کیهان شناس هندی توضیح می دهد که در سال 1915 اینشتین به تشریح این موضوع پرداخت که ماده و انرژی فضا را انحنا می دهند و یک سال بعد شوارتس شیلد نظریه سیاه چاله ها را با استفاده از معادلات اینشتین بسط داد. در سال 1965 راجر پنروز نظریه جدیدی مطرح کرد که طبق آن یک نقطه از فضا می تواند دارای چگالی بینهایت شود

در سال 1967 جان ویلر به تجزیه و تحلیل این موضوع پرداخت که چگونه یک ستاره به یک نقطه تکینگی فرو میریزد. درست دو سال بعد پنروز یک نظر جدید مطرح کرد که طبق آن تکینگی در ورای افق حادثه مخفی می شود

توصیح- افق حادثه مرز بین سیاه چاله و اطراف قابل رویت آن است

در سال 1973 هاوکینگ و ژاکوب بکنشتین به طراحی یک انتروپی پرداختند که یک نمونه اندازه گیری اطلاعات درون سیاه چاله است. دو سال بعد هاوکینگ اظهار داشت کوانتوم مکانیک چنین پیش گویی می کند که انرژی از داخل سیاه چاله می گریزد که به تابش هاوکینگ معروف است

نکته مهم در نظريه قبلي هاوکينگ به اين مهم بر مي گشت که براساس مدل وي سياهچاله نوعي تابش که به نام تابش هاوکينگ معروف شده است را از خود بروز مي دهد اما تمامي اطلاعاتي که اين تابش ممکن است به همراه خود از درون سياه چاله به بيرون بياورد، براثر خواص بنيادي سياه چاله ها نابود مي شود. اين مسله با اصول مکانيک کوانتومي در تناقض آشکار بود

در سال 1996 آندریو استرومینگر و کامران وفا با استفاده از نظریه ریسمانها به محاسبه ی انتروپی سیاه چاله ها پرداختند وبه همان جواب هاوکینگ رسیدند

در سال 2004 فیزیکدانان با توجه به نظریه ریسمانها و کوانتوم مکانیک به محاسبه پرداختند و نشان دادند که اطلاعات می تواند از سیاه چاله ها بگریزد و هاوکینگ نتیجه را پذیرفت

دکتر راج بلادو می گوید

من در نظریه " دو بیگ بنگ جهان را آفرید" یک فرمول برای سیاه چاله ها دادم که گامهای بسیار بالاتری از تمام پیشگویی های فیزیکدانان و کیهان شناسان برداشته است. یک منظر جالب در نظریه سیاه چاله ها حاوی یکی از رموز بزرگ آفرینش است. در یک طرف میدان قوی گرانش همه چیز را می بلعد و در طرف دیگر مسئول تولید و آفرینش سایر اجسام نظیر منظومه ی شمسی هستند. نقطه ی آغاز تغذیه گازهای سبک از جمله هیدروژن و اکسیژن است

دکتر راج بلادو چنین ادامه می دهد

ممکن است من اشتباه کنم، اما هیچ نظریه ای نمی تواند مانند نظریه دو بیگ بنگ به توضیح این پدیده بپردازد. تمام اطلاعات در مورد سیاه چاله ها که توسط دانشمندان و کیهان شناسان مختلف داده می شود، جواب ویژه ای ندارد، اما نظریه دو بیگ بنگ دارای جواب ویژه است

بنابر ادعای دکتر راج بالادو هیچ کس در جهان ادعا نمی کند که تنها سیاه چاله ها به تخریب ماده ودر عین حال به تولید سلیر اجسام نظیر منظومه شمسی می پردازند و ستاره ها و سیارات را شکل می دهند. اما نظریه دو بیگ بنگ نشان می دهد که سیاه چاله ها نه تنها ماده را تخریب می کنند، بلکه به تولید ستاره ها می پردازند

دکتر راج بلادو ادعا می کند

اینجا احتمال زیادی وجود دارد که هاوکینگ از نظریه دو بیگ بنگ الهام گرفته باشد

این بحثی است که دکتر راج بلادو مطرح کرده است. اما نظریه سی. پی. اچ. نه تنها نحوه ی پیدایش سیاه چاله ها را نشان می دهد، بلکه میزان رشد، نحوه ی فرار اطلاعات از سیاه چاله، بلعیدن گرانش توسط سیاه چاله و سرانجام پییدایش سیاه چاله های مطلق که حتی آثار گرانشی بروز نمی دهند و سرانجام علت انفجار آنها را توضیح می دهد

نوبل فيزيک امسال

برندگان نوبل فیزیک امسال مشخص شدند. امسال کیهان شناسان این جایزه را بردند اون هم برای تابش ریز موج زمینه (CMB : Cosmic MicroWave Background). این دومین باری است که به خاطر این موضوع نوبل داده می شه. یه بار به پنزیاس و ویلسون برای اولین مشاهده ی این تابش و این بار به مَدر و اسموت برای محاسبات انجام شده بر اساس داده های COBE و به دست آوردن طیف جسم سیاه و ناهمسانگردی های CMB.

اما CMB چیه؟ CMB فوتون هایی (نوری) هستند که از عالم اولیه (یعنی زمانی که عالم ما بسیار داغ تر بوده) به ما می رسند. این فوتون ها اطلاعات زیادی از اون زمان را برای ما میارند و همون طوری که از اسمش معلومه در بخش ریزموج طیف (طول موج چند میلی متر) مشاهده می شوند. ماهواره ی COBE رو NASA در سال 1992 فزستاد تا اندازه گیری های دقیق تری روی این تابش بکنه و اولین بار ناهمسانگردی این تابش مشاهده شد. در سال 2001، NASA ماهواره ی دیگری رو فرستاد (WMAP) که اندازه گیری های جدید تری روی این تابش بکنه و اروپایی ها هم سال دیگه (2007) PLANCK رو به همین منظور می فرستند البته با دقت های بیشتر. این ها رو گفتم تا اهمیت CMB در کیهان شناسی بیشتر مشخص بشه. انبوهی از مقالات و کارهای پژوهشی هست که در زمینه ی تحلیل داده های WMAP و COBE انجام شده.

اندازه گیری های انجام شده روی CMB یکی از مهم ترین و دقیق ترین اندازه گیری ها در کیهان شناسی است. این اندازه گیری می تونه تکلیف بسیاری از مدل ها رو مشخص کنه. کیهان شناسی علم بسیار نویی است و مدل های زیادی درش هست و مثل همه جاهای فیزیک فقط مشاهده می تونه تکلیف این همه مدل رو مشخص کنه و CMB یکی از بهترین این سنجه هاست. همین اهمیت پروژه های بسیار بزرگی مثل COBE، WMAP و PLANCK و اهمیت این جایزه رو مشخص می کنه.

دکتر حسابی

Dr. Hesabi

استاد دكتر سيدمحمود حسابي در سال ۱۲۸۱ (هـ. ش) از پدر و مادر تفرشي، در تهران زاده شد. پس از سپري كردن چهار سال از دوران كودكي در تهران، به همراه خانواده (پدر، مادر و برادر) عازم شامات شدند. در هفت سالگي، تحصيلات ابتدايي خود را در بيروت، با تنگدستي و مرارت هاي دور از وطن در مدرسه كشيش هاي فرانسوي، آغاز كرد و همزمان توسط مادر فداكار، متدين و فاضله خود (خانم گوهرشاد حسابي) تحت آموزش تعليمات مذهبي و ادبيات فارسي قرار گرفت. استاد، قرآن كريم را حفظ و به آن اعتقادي ژرف داشت. ديوان حافظ را نيز از بر داشته و به بوستان و گلستان سعدي، شاهنامه فردوسي، مثنوي مولوي و منشأت قائم مقام، اشراف كامل داشت.

شروع تحصيلات متوسطه ايشان، مصادف با آغاز جنگ جهاني اول و تعطيلي مدارس فرانسوي زبان بيروت بود. از اين رو پس از دو سال تحصيل در منزل، براي ادامه تحصيل به كالج آمريكايي بيروت رفت و در سن هفده سالگي ليسانس ادبيات، در نوزده سالگي ليسانس بيولوژي و پس از آن مدرك مهندسي راه و ساختمان را اخذ كرد. در آن زمان، با نقشه كشي و راهسازي به امرار معاش خانواده كمك مي كرد. استاد همچنين در رشته هاي پزشكي، رياضيات و ستاره شناسي به تحصيلات آكادميك پرداخت. شركت راهسازي فرانسوي كه ايشان در آن مشغول به كار بود، به پاس قدرداني از زحماتش، استاد را براي ادامه تحصيل به كشور فرانسه اعزام كرد و بدين ترتيب در سال ۱۹۲۴ به مدرسه عالي برق پاريس وارد و در سال ۱۹۲۵ فارغ التحصيل شد. همزمان با تحصيل در رشته معدن، در راه آهن برقي فرانسه مشغول به كار شد و پس از پايان تحصيل در اين رشته كار خود را در معادن آهن شمال فرانسه و معادن زغال سنگ ايالت «سار» آغاز كرد. سپس به دليل وجود روحيه علمي، به تحصيل و تحقيق در دانشگاه سوربن، در رشته فيزيك پرداخت و در سال ۱۹۲۶ در سن بيست و پنج سالگي دانشنامه دكتراي فيزيك خود را، با ارائه رساله اي تحت عنوان «حساسيت سلول هاي فتوالكتريك» با درجه عالي از بزرگ ترين دانشمند روز جهان، پروفسور فابري دريافت كرد. استاد، با شعر و موسيقي سنتي ايران و موسيقي كلاسيك غرب به خوبي آشنا بود و در نواختن ني، ويولن و پيانو تبحر داشت. فعاليت در سه نسل كاري و آموزش ۶ نسل استاد و دانشجو، از خدمات ارزنده پروفسور حسابي به شمار مي رود و در همين راستا ايشان در سال ۱۳۵۰ به عنوان استاد ممتاز دانشگاه تهران شناخته شدند.

استاد به چهار زبان زنده دنيا فرانسه، انگليسي، آلماني و عربي مسلط بودند و به زبان هاي سانسكريت، لاتين، يوناني، پهلوي، لاتين، يوناني، اوستايي، تركي، ايتاليايي و روسي اشراف داشتند و زبان هاي باستاني را در تحقيقات خود به خصوص در امر واژه گزيني فارسي در برابر لغات بيگانه به كار مي بردند.

پروفسور حسابي، به ايران، فرهنگ و ادب، اعتقادات سنتي و مذهبي اين سرزمين عشق مي ورزيد و گذشته از سفر به كشورهاي مختلف جهان، به سراسر ايران سفر كرده بود، و از سفرهاي پربار داخلي و خارجي خويش، يادداشت ها و سفرنامه هاي بسياري به جاي نهاد.

در زمينه تحقيق علمي: ۲۵ مقاله، رساله و كتاب از ايشان به چاپ رسيده است. «تئوري بي نهايت بودن ذرات» استاد، در ميان دانشمندان و فيزيكدانان شناخته شده است. نشان «اوفيسيه دولالژيون دونور» و همچنين نشان «كوماندور دولالژيون دونور» بزرگ ترين نشان هاي كشور فرانسه به همين مناسبت به ايشان اهدا شده است. استاد تنها دانشجوي ايراني اينشتين بوده و در طول زندگي، با دانشمندان تراز اول جهان نظير: شرودينگر، بورن، فرمي، ديراك، بوهر و... و با فلاسفه و ادبايي همچون، آندره ژيد، برتراند راسل و... تبادل نظر داشت. ايشان در سال ۱۹۹۰ از سوي جامعه جهاني به عنوان «مرد اول علمي جهان» برگزيده شد و در كنگره شصت سال فيزيك ايران كه در سال ۱۳۶۶ برگزار شد به عنوان پدر علم فيزيك و مهندسي نوين ايران ملقب گرديد. پروفسور حسابي در ۱۲ شهريور ۱۳۶۱ در بيمارستان دانشگاه ژنو، به هنگام معالجه قلبي بدرود حيات گفت. مقبره استاد، بنا به خواسته ايشان در زادگاه خانوادگي، در شهر دانشگاهي تفرش قرار دارد .

متن دوم و کامل :

سید محمود حسابی دانشمند و از جمله نخستين فيزيک پيشگان ايرانی دوران معاصر است.

سید محمود حسابی در سال 1281 (ه.ش), از پدر و مادری تفرشی (سيد عباس و گوهرشاد حسابي) در تهران زاده شد. پس از سپری كردن چهار سال از دوران کودکی در تهران, به همراه خانواده (پدر, مادر, برادر) عازم شامات شد. در هفت سالگی تحصیلات ابتدایی خود را در بیروت, با تنگدستی و مرارتهای دور از وطن در مدرسه کشیشهای فرانسوی آغاز کرد و هم‌زمان, توسط مادر فداکار, متدین و فاضله خود (خانم گوهرشاد حسابی) , تحت آموزش تعلیمات مذهبی و ادبیات فارسی قرار گرفت. قرآن کریم را حفظ و به آن اعتقادی ژرف داشت. دیوان حافظ را نیز از برداشته و به بوستان و گلستان سعدی, شاهنامه فردوسی, مثنوی مولوی, منشات قائم مقام اشراف کامل داشت.

تحصیلات :

شروع تحصیلات متوسطه‌اش مصادف با آغاز جنگ جهانی اول, و تعطیلی مدارس فرانسوی زبان بیروت بود. از این رو, پس از دو سال تحصیل در منزل برای ادامه به کالج آمریکایی بیروت رفت و در سن هفده سالگی لیسانس ادبیات, در سن نوزده سالگی, لیسانس بیولوژی و پس از آن مدرک مهندسی راه و ساختمان را اخذ نمود. در آن زمان با نقشه کشی و راهسازی, به امرار معاش خانواده کمک می‌کرد. همچنین در رشته‌های پزشکی, ریاضیات و ستاره شناسی به تحصیلات آکادمیک پرداخت.

شرکت راهسازی فرانسوی که او در آن مشغول به کار بود, به پاس قدردانی از زحماتش, وي را برای ادامه تحصیل به فرانسه اعزام کرد و بدین ترتیب در سال1924 (م) به مدرسه عالی برق پاریس وارد و در سال 1925 (م) فارغ التحصیل شد. هم‌زمان با تحصیل در رشته معدن, در راه آهن برقی فرانسه مشغول به کار گردید و پس از پایان تحصیل در این رشته کار خود را در معادن آهن شمال فرانسه و معادن زغال سنگ ایالت «سار» آغاز کرد. سپس به دلیل وجود روحیه علمی, به تحصیل و تحقیق, در دانشگاه سوربن, در رشته فیزیک پرداخت و در سال 1927 (م) در سن بیست و پنج سالگی دانشنامه دکترای فیزیک خود را , با ارائه رساله‌ای تحت عنوان «حساسیت سلولهای فتوالکتریک», با درجه عالی دریافت کرد.

حسابی با شعر و موسیقی سنتی ایران و موسیقی کلاسیک غرب به خوبی آشنایی داشت و در چند رشته ورزشی موفقیتهایی کسب كرد که از آن میان می‌توان به دیپلم نجات غریق در رشته شنا اشاره نمود.

پروفسور حسابی به دلیل عشق به میهن و با وجود امکان ادامه تحقیقات در خارج از کشور به ایران بازگشت و با ایمان و تعهد, به خدمتی خستگی ناپذیر پرداخت تا جوانان ایرانی را با علوم نوین آشنا سازد. پایه گذاری علوم نوین و تاسیس دارالمعلمین و دانشسرای عالی, دانشکده‌های فنی و علوم دانشگاه تهران, نگارش ده‌ها کتاب و جزوه و راه اندازی و پایه گذاری فیزیک و مهندسی نوین, و‌ی را به نام پدر علم فیزیک و مهندسی نوین ایران در کشور معروف کرد. حدود هفتاد سال خدمت علمی او در گسترش علوم روز و واژه گزینی علمی در برابر هجوم لغات خارجی و نیز پایه گذاری مراکز آموزشی, پژوهشی, تخصصی, علمی و ..., از جمله اقداماتی ارزشمند به شمار می‌رود که برای نمونه به مواردی اشاره می‌کنیم:

اولین نقشه برداری فنی و تخصصی کشور (راه بندرلنگه به بوشهر)
اولین راهسازی مدرن و علمی ایران (راه تهران به شمشک)
پایه گذاری اولین مدارس عشایری کشور
پایه گذاری دارالمعلمین عالی
پایه گذاری دانشسرای عالی
ساخت اولین رادیو در کشور
راه اندازی اولین آنتن فرستنده در کشور
راه اندازی اولین مرکز زلزله شناسی کشور
راه اندازی اولین رآکتور اتمی سازمان انرژی اتمی کشور
راه اندازی اولین دستگاه رادیولوژی در ایران
تعیین ساعت ایران
پایه گذاری اولین بیمارستان خصوصی در ایران, به نام بیمارستان «گوهرشاد»
شرکت در پایه گذاری فرهنگستان ایران و ایجاد انجمن زبان فارسی
تدوین اساسنامه طرح تاسیس دانشگاه تهران
پایه گذاری دانشکده فنی دانشگاه تهران
پایه گذاری دانشکده علوم دانشگاه تهران
پایه گذاری شورای عالی معارف
پایه گذاری مرکز عدسی سازی اپتیک کاربردی در دانشکده علوم دانشگاه تهران
پایه گذاری بخش آکوستیک در دانشگاه و اندازه گیری فواصل گامهای موسیقی ایرانی به روش علمی
پایه گذاری و برنامه ریزی آموزش نوین ابتدایی و دبیرستانی
پایه گذاری موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
پایه گذاری مرکز تحقیقات اتمی دانشگاه تهران
پایه گذاری اولین رصدخانه نوین در ایران
پایه گذاری مرکز مدرن تعقیب ماهواره‌ها در شیراز
پایه گذاری مرکز مخابرات اسدآباد همدان
پایه گذاری انجمن موسیقی ایران و مرکز پژوهشهای موسیقی
پایه گذاری کمیته پژوهشی فضای ایران
ایجاد اولین ایستگاه هواشناسی کشور (در ساختمان دانشسرای عالی در نگارستان دانشگاه تهران)
تدوین اساسنامه و تاسیس موسسه ملی ستاندارد
تدوین آیین نامه کارخانجات نساجی کشور و رساله چگونگی حمایت دولت در رشد این صنعت
پایه گذاری واحد تحقیقاتی صنعتی سغدایی (پژوهش و صنعت در الکترونیک, فیزیک, فیزیک اپتیک, هوش مصنوعی)
راه اندازی اولین آسیاب آبی تولید برق (ژنراتور) در کشور
ایجاد اولین کارگاههای تجربی در علوم کاربردی در ایران
ایجاد اولین آزمایشگاه علوم پایه در کشور

درگذشت :

پروفسور حسابي در 12 شهريور سال 1371 هجري شمسي در بيمارستان دانشگاه ژنو به هنگام معالجه قلبي،‌ بدرود حيات گفتند ، مقبره ايشان در شهر تفرش قرار دارد .

Mohammad Mansouryar on Warp-Drives & Traversable Wormholes

By Tim Ventura & Mohammad Mansouryar, January 27th, 2006

He?s been called ?The Next Einstein?, and with good reason ? Mohammad Mansouryar?s vision of the future of space-travel extends General Relativity to encompass traversable wormholes as the basis for a true warp-drive technology. His research highlights the international impact of emerging concepts in breakthrough propulsion physics, and he joins us to talk about mankind?s moral-imperative in the stars

خورشید فروزان – E=mc2

طاها یاسری

این دفعه می‌خواهیم یک حساب سرانگشتی ای انجام دهیم که قبلاً یک آقای دیگر هم انجام داده و کلی ناامید شده! آقای ژول! ببینیم داستان چه بوده ....
قدیم ندیم ترها ... زمانی که داروین نظریه تکامل خود را ارائه داد .... راستی اصلاً نظریه تکامل چیه؟
خیلی خلاصه نظریه تکامل می‌گوید که به وجود آمدن انسانها آخرین قدم از طی مسیری است که با به وجود آمدن اولین موجودات زنده تک سلولی آغاز شده است. به عبارت دیگر آن اول اول یک موجود تک سلولی به وجود آمده و بعد از آن این سلولها کنار هم موجودات بسیار ریز توی آبها را که تنها چند سلول دارند تشکیل داده اند و بعد این موجودات با کامل شدن تدریجی تبدیل به موجودات آبزی پیچیده تر شدند و بعد آنها با تکامل تدریجی و تغییر خصوصیات باز پیچیده تر و پیچیده تر شدند و بعد باز هم ... خلاصه ماهیها به وجود آمده و بعد ماهی‌ها کم کم توانایی آمدن به خشکی را پیدا کردند: خزنده‌ها و دوزیست‌ها و بعد ... خلاصه در آخرش، ما یعنی انسانها به وجود آمدیم. این یک توضیح خلاصه و ناقص در رابطه با نظریه تکامل بود.
حالا ما کاری با جزئیات نداریم. این داستان که آقای داروین گفته اند، یعنی همین سیر که یک تک سلولی طی کرده است تا به انسان تبدیل شده مسیری بسیار طولانی هست. در واقع تکامل هر گونه به گونه جدیدتر و متفاوت چندین هزار سال زمان احتیاج دارد. پس طی کل این مسیر زمان بسیار زیادی می‌خواهد.
با یک حساب سرانگشتی که زیست شناسها انجام داده اند طی این مسیری حدود یک میلیارد سال طول می‌کشد. یعنی حداقل حداقل از روز تولد اولین تک سلولی یک میلیارد سال می‌گذرد.
( البته با فرض درست بودن این نظریه! )
خوب ... آهان آن زمانها که داروین این حرفها را می‌زده، مردم هنوز با واکنشهای هسته ای آشنا نبودند. و حتی فکر می‌کردند که خورشید مجموعه ای از یک سوخت خوب هست که سالیان درازی است که با سوختن انرژی تولید می‌کند.
اما مشکلی که پیش می‌آمد این بود که اگر نظریه داروین درست می‌بود از عمر زمین باید بیش از یک میلیارد سال گذشته باشد و البته پس حتماً عمر دنیا هم بیش از یک میلیارد سال است. و خورشید حداقل یک میلیارد سال است که می‌سوزد.
( توجه کنید که وجود خورشید و انرژی تابشی آن نقشی کلیدی در نظریه تکامل و اصلاً به وجود آمدن آن تک سلولی اولیه داشته است. )
آقای ژول با یک حساب سرانگشتی نشان داد که غیر ممکن است که خورشید اینقدر پیر باشد؛ یعنی 1 میلیارد سال از عمر سوختن آن گذشته باشد. البته باز هم یادآوری کنیم که آن زمان مردم فکر می‌کردند که در خورشید مثلاً چیزی مثل ذغال سنگ درحال سوختن است.
حالا ما هم حسابهای ژول را تکرار می‌کنیم.
توان تابشی خورشید در سطح زمین در حدود 10⁴*104وات بر متر مربع است یعنی هر متر مربع از زمین حدود 10⁴ژول انرژی در هر ثانیه دریافت می‌کند. این انرژی را به سادگی با آزمایش می‌توان اندازه گرفت.
اما انرژی که زمین از خورشید می‌گیرد که بسیار کوچکی از کل انرژی تابشی خورشید است.
می توان این کسر را حساب کرد. خورشید در همه جهات می‌تابد و می‌توان فرض کرد که انرژی تابشی خورشید در همه جهات یکسان است. پس اگر در هر نقطه دیگری غیر از زمین اما در همین فاصله، یعنی روی کره ای به شعاع فاصله زمین تا خورشید و به مرکز خورشید بایستیم همان توان تابشی که زمین دریافت می‌کنیم را دریافت خواهیم کرد. البته هر چه از خورشید دور شویم توان تابشی کمتر می‌شود اما ما مقدار توان در واحد سطح را در فاصله زمین تا خورشید می‌دانیم. برای اینکه توان تابشی کل را بدانیم کافی است این توان تابشی در واحد سطح اندازه گیری شده یعنی 104*10 w/m2⁴ را در مساحت کره ای به شعاع فاصله خورشید تا زمین ضرب کنیم. آن وقت توان کل خورشید به دست می‌آید.
فاصله زمین تا خورشید 8 دقیقه نوری است. یعنی 8 دقیقه طول می‌کشد تا نور از خورشید به زمین برسد. سرعت نور هم 300 هزار کیلومتر بر ثانیه است پس فاصله زمین تا خورشید:

( ثانیه / متر 10⁸*3)*( 60 ثانیه / دقیقه ) * ( 8 دقیقه ) = Res

≈14*10¹⁰m

و مساحت کره ای که شعاع آن اینقدر باشد تقریباً برابر S=4πR²≈2.6*10²³m2 است. و توان تابشی کل خورشید یعنی انرژی آزاد شده در واحد زمان برابر توان در واحد سطح ضرب در این سطح است:

(متر مربع 10²³*206)*(متر مربع / وات 10⁴*10⁴) = P
W10²⁷*306 =

یعنی در هر ثانیه 10²⁷*306 ژول انرژی توسط خورشید تابیده می‌شود. حالا بیایید کل انرژی ای را که خورشید در طول 1 میلیارد سال آزاد می‌کند، حساب کنیم. یک میلیارد سال تقریبا 10⁷*3 ثانیه است.
پس 1 میلیارد سال برابر 10¹⁶*3 ثانیه است و کل انرژی آزاد شده در این هم سال برابرJ 10⁴⁴*101=( ثانیه 10¹⁶*3) * ( ثانیه / ژول 10²⁷*3.6 ) = E
است واقعاً انرژی زیادی است.... هر کیلو گرم نفت اگر تقریباً کامل بسوزد حدود 10⁷ ژول انرژی آزاد می‌کند.
پس برای تولید انقدر انرژی اگر مثلاً در خورشید چیزی مثل نفت بسوزد باید تا به حال در حدود M=101*10⁴⁴/10⁷=101*10³⁷kgنفت سوخته باشد. برای به دست آورن حجم این قدر نفت کافی است این جرم را به چگالی نفت تقسیم کنیم که تقریباً برابر چگالی آب و حدود 1000kg/m3 است.
حجم این مقدار ماده سوختنی حدود 10³⁴ متر مکعب می‌شود. که می‌شود حجم کره ای به شعاع حدودی 10¹¹ متر. یادتان است فاصله زمین تا خورشید چند متر بود؟ حدود 10¹¹*104 متر. تصور کنید خورشیدی که شعاعش به اندازه فاصله زمین تا خورشید باشد، یعنی تقریباً اگر ما دستمان را دراز می‌کردیم می‌خورد به خورشید. حال سیاره هایی که از ما به خورشید نزدیکترند، بماند!
پس با فرض اینکه در خورشید ماده ای می‌سوزد، نظریه داروین به سادگی رد می‌شود. چون عمر جهان آنقدر نمی تواند طولانی باشد که فرصت کافی برای تکامل داشته باشیم.
اما خوب امروز ما می‌دانیم که در خورشید چیزی نمی سوزد بلکه طی یک فرآیند هسته ای دو مولکول هیدروژن به یک مولکول هلیوم تبدیل شده و مقداری کمی جرم به مقدار زیادی انرژی تبدیل می‌شود طوری که E=mc² که m جرم گم شده و E انرژی است C هم سرعت نور است. یعنی اگر 1 گرم ماده گم شود در حدود 10¹³ ژول انرژی بدست می‌آید. با این فرض اگر جرم خورشید در یک میلیارد سال پیش را حساب کنیم اوضاع خیلی بد نخواهد شد.
پس دسته کم نظریه داروین را به این روش نمی توان رد کرد...

استیون هاوکینگ

پروفسور استیون ویلیام هاوکینگ یکی از بزرگ‌ترین فیزیک‌دانان نظری معاصر است که در ۸ ژانویه ۱۹۴۲، دقیقاً ۳۰۰ سال پس از مرگ گالیله، در آکسفورد، انگلستان به دنیا آمد و هم اکنون در دانشگاه کمبریج صاحب کرسی ریاضیات لوکاس است.

مشهورترین آثار او در بین افراد معمولی علاقمند به دانش، کتاب‌های «تاریخچهٔ کوتاه زمان» و «تاریخچهٔ خیلی کوتاه زمان» هستند.

[ویرایش] زمینه‌های تحقیق و نظریات

زمینهٔ پژوهشی اصلی وی کیهان‌شناسی و گرانش کوانتومی است. از مهم‌ترین دستاوردهای وی مقاله‌ای است که به رابطهٔ سیاه‌چاله‌ها و قانون‌های ترمودینامیک می‌پردازد. او نشان می‌دهد که سیاه‌چاله‌ها بعد از مدتی به وسیلهٔ زوج‌های ذرات مجازی که در افق رویداد (event horizon) آن تشکیل می‌شود، نابود می‌شوند.

[ویرایش] ناتوانی جسمی

به دنبال احساس ناراحتی هایی در عضلات دست و پا استیفن در ژانویه ۱۹۶۳ یعنی آغاز بیست و یكسالگی مجبور به مراجعه به بیمارستان شد و آزمایش هایی كه روی او انجام گرفت علائم بیماری بسیار نادر و درمان ناپذیری را نشان داد. این بیماری كه به نام ALS شناخته می شود بخشی از نخاع و مغز و سیستم عصبی را مورد حمله قرار می دهد و به تدریج اعصاب حركتی بدن را از بین می برد و با تضعیف ماهیچه ها فلج عمومی ایجاد می كند بطوریكه بمرور توانایی هرگونه حركتی از شخص سلب می شود. معمولا مبتلایان به این بیماری بی درمان مدت زیادی زنده نمی مانند و این مدت برای استیفن بین دو تا سه سال پیش بینی شده بود.

ناامیدی و اندوه عمیقی را كه پس از آگاهی از جریان بر استیفن مستولی شد می توان حدس زد. ناگهان همه آرزوهای خود را بر باد رفته میدید. دوره دكترا-رویای دانشمند شدن - كشف رمز و راز كیهان - همگی به صورت كاريكاتورهایی در آمدند كه در حال دورشدن و رنگ باختن به او پوزخند می زدند. بجای همه آن خیال پروریهای بلند پروازانه حالا كاری بجز این از دستش بر نمی آمد كه در گوشه ای بنشیند و دقیقه ها را بشمارد تا دوسال بعد با فلج عمومی بدن زمان مرگش فرا برسد.

به اتاقی كه در دانشگاه داشت پناه برد و در تنهایی ساعتها متفكر و بی حركت ماند. خودش بعدها تعریف كرده است كه آن شب دچار كابوسی شد و در خواب دید كه محكوم به اعدام شده است و او را برای اجرای حكم می برند و در آن موقعیت حس كرد كه هر لحظه زندگی چقدر برایش ارزشمند است. بعد از بیداری به یاد آورد كه در بیمارستان با یك جوان مبتلا به بیماری سرطان خون هم اتاق بوده و او از فرط درد چه فریادهایی می كشید. پس خود را قانع كرد كه اگر به بیماری درمان ناپذیری مبتلااست لااقل درد نمی كشد. بعلاوه طبع لجوج و نقادش كه هیچ چیز را به آسانی نمی پذیرفت هشدار داد كه از كجا معلوم كه پیش بینی پزشكان درست از كار در بیاید و چه بسا كه از نوع اشتباهات كتاب‌هاي درسی باشد!

اما آنچه به او قوت قلب و اعتماد به نفس بیشتری برای مبارزه با ناامیدی و بدبینی داد آشنایی اش در همان ایام با دختری به نام (جین وایلد) بود كه بعد ها همسرش شد.

جین دانشجوی دانشگاه لندن بود اما تحت تاثیر هوش فوق العاده و شخصیت استثنایی استیفن چنان مجذوب او شده بود كه هر هفته به سراغش می آمد و ساعتی را به گفتگوی با او می گذرانید.آنها پس از چندی رسما نامزد شدند و استیفن تحصیلات دانشگاهی اش را از سر گرفت زیرا برای ازدواج با جین می بایست هرچه زودتر دكترای خود را بگیرد و كار مناسبی پیدا كند.

و او طی دو سال با اشتیاق و پشتكار این برنامه را عملی كرد در حالیكه رشد بیماری لعنتی را در عضلاتش شاهد بود و ابتدا به كمك یك عصا و سپس دو عصا راه می رفت. ازدواجش با جین در سال ۱۹۶۵ صورت گرفت و او چنان غرق امید و شادی بود كه به پیش بینی دو سال پیش پزشكان در مورد مرگ قریب الوقوعش نمی اندیشید. جين تا سال 1991 ازاستیفن نگهداري كرد. در آن سال به دليل مشكلات ناشي از شهرت استیفن و بد تر شدن بيماري او، اين دو از يكديگر جدا شدند. سپس استیفن كه از اين ازدواج سه فرزند داشت، با يكي از پرستارانش، الن ميسون، ازدواج كرد. همسر اول الن، ديويد ميسون، سازنده نخستين دستگاه گويايي براي استیفن بود.

پروفسور استیفن هاوكینگ اكنون ۶۱ سال داردو ظاهرا بیش از یك ربع قرن قاچاقی زندگی كرده است. البته اگر بتوان وضع كاملا استثنایی او را در حال حاضر زندگی نامید.!

پیش بینی پزشكان در مورد بیماری فلج پیش رونده او نادرست نبود و این بیماری اكنون به همه بدنش چنگ انداخته است. از اواخر دهه ۶۰ برای نقل مكان از صندلی چرخدار استفاده می كند و قدرت تحرك از همه اجزای بدنش بجز دو انگشت دست چپش سلب شده است. با این دو انگشت او می تواند دكمه های كامپیوتر بسیار پیشرفته ای را فشار دهد كه اختصاصا برای او ساخته اند و بجایش حرف می زند و رابطه اش را با دنیای خارج برقرار می كند زیرااستیفن از سال ۱۹۸۵ قدرت گويايي خود را هم ازدست داده است.

در آن سال او پس از بازگشت از سفری به گرد جهان برای مدتی در ژنو بسر می برد كه مركز پژوهشهای هسته ای اروپاست و دانشمندان این مركز جلسات مشاوره ای با او داشتند. یك شب كه استیفن هاوكینگ تا دیر وقت مشغول كار بود ناگهان راه نفس كشیدنش گرفت و صورتش كبود شد بیدرنگ او را به بیمارستان رساندند و تحت معالجات اضطراری قرار دادند. معمولا مبتلایان به بیماری ALS در مقابل سينه پهلو حساسیت شدیدی دارند و در صورت ابتلای به آن میمیرند كه این خطر برای استیفن هاوكینگ هم پیش آمده بود و گرفتن راه تنفس او ناشی از سينه پهلو بود. پس از چند روز بستری بودن در بخش مراقبتهای ویژه بیمارستان سرانجام با اجازه همسرش تصمیم گرفته شد كه با عمل جراحی مخصوص مجرای تنفس او را باز كنند اما در نتیجه این عمل صدای خود را برای همیشه از دست می داد.

عمل جراحی با موفقیت صورت گرفت و بار دیگر استیفن از خطر مرگ جست. هر چند قدرت گويايي خود را از دست داد، با جایگزینی كامپیوتر مخصوص سخنگو ارتباط او با اطرافیانش حتی بهتر از سابق شد زیرا قبلا بعلت ضعف عضلات صوتی با دشواری و نارسایی زیاد صحبت می كرد. برنامه ریزی این دستگاه شامل سه هزار كلمه است و هر بار كه استیفن بخواهد سخنی بگوید می بایست با انتخاب كلمات و فشردن دكمه های كامپیوتر به كمك دو انگشتش كه هنوز كار می كنند جمله مورد نظرش را بسازد و صدای مصنوعی به جای او حرف می زند. البته اینگونه سخنگویی ماشینی طولانی تر است اما خود استیفن كه هرگز خوشبینی اش را از دست نمی دهد عقیده دارد كه به او وقت بیشتری می دهد برای اندیشیدن آنچه می خواهد بگوید و سبب می شود كه هرگز نسنجیده حرف نزند.

[ویرایش] آثار

این فهرست کامل آثار هاوکینگ نیست و تنها مشهورترین آثار او را شامل می‌شود. برای فهرست کامل آثار مراجعه کنید به [1]. در ژوئن ۲۰۰۶، وی که برای یک سخنرانی به هنگ‌کنگ سفر کرده بود، اعلام کرد که تصمیم دارد به همراه دختر خردسالش، لوسی، کتابی علمی برای کودکان بنویسد. لوسی هاوکینگ گفت : «[این کتاب] داستانی است برای کودکان که در آن شگفتی‌های گیتی شرح داده می‌شود.»^[2].

با سلام خدمت دوستان عزیزم از این که مدتی نبودم معذرت می خوام اما با خبر های خوبی اومدم .

من تصمیم گرفتم بخش معرفی کتاب رو به این وبلاگ اضافه کنم.خوب شروع می کنم :

نام کتاب : شگفتی های جهان

نویسنده: ابراهیم ویکتوری

انتشارات: به نگار

موضوعات: اغلب فیزیک و نجوم

کتاب خوبیه سعی کنید بخریدش به دو زبان فارسی و انگلیسی هم نوشته شده قیمتش هم ۱۰۰۰۰ تمانه

فيزيك كوانتوم در هفت گام

نيلز بور (1962-1885)، از بنيانگذاران فيزيك كوانتوم، در مورد چيزي كه بنيان گذارده است، جمله اي دارد به اين مضمون كه اگر كسي بگويد فيزيك كوانتوم را فهميده، پس چيزي نفهميده است. من هم در اينجا مي خواهم چيزي را برايتان توضيح دهم كه قرار است نفهميد!

گام اول: تقسيم ماده

بياييد از يك رشته‌ي دراز ماكارونيِ پخته شروع كنيم. اگر اين رشته‌ي ماكاروني را نصف كنيم، بعد نصف آن را هم نصف كنيم، بعد نصفِ نصف آن را هم نصف كنيم و... شايد آخر سر به چيزي برسيم ــ البته اگر چيزي بماند! ــ كه به آن مولكولِ ماكاروني مي‌توان گفت؛ يعني كوچكترين جزئي كه هنوز ماكاروني است. حال اگر تقسيم كردن را باز هم ادامه بدهيم، حاصل كار خواص ماكاروني را نخواهد داشت، بلكه ممكن است در اثر ادامه‌ي تقسيم، به مولكول‌هاي كربن يا هيدروژن يا... بربخوريم. اين وسط، چيزي كه به درد ما مي خورد ــ يعني به دردِ نفهميدنِ كوانتوم! ــ اين است كه دست آخر، به اجزاي گسسته اي به نام مولكول يا اتم مي رسيم.

اين پرسش از ساختار ماده كه «آجرك ساختماني ماده چيست؟»، پرسشي قديمي و البته بنيادي است. ما به آن، به كمك فيزيك كلاسيك، چنين پاسخ گفته ايم: ساختار ماده، ذره اي و گسسته است؛ اين يعني نظريه‌ي مولكولي.

گام دوم: تقسيم انرژي

بياييد ايده‌ي تقيسم كردن را در مورد چيزهاي عجيب تري به كار ببريم، يا فكر كنيم كه مي توان به كار برد يا نه. مثلاً در مورد صدا. البته منظورم اين نيست كه داخل يك قوطي جيغ بكشيم و در آن را ببنديم و سعي كنيم جيغ خود را نصف ـ نصف بيرون بدهيم. صوت يك موج مكانيكي است كه مي تواند در جامدات، مايعات و گازها منتشر شود. چشمه هاي صوت معمولاً سيستم هاي مرتعش هستند. ساده ترين اين سيستم ها، تار مرتعش است ــ كه در حنجره‌ي انسان هم از آن استفاده شده است. به‌راحتي(!) و بر اساس مكانيك كلاسيك مي توان نشان داد كه بسياري از كمّيت هاي مربوط به يك تار كشيده‌ي مرتعش، از جمله فركانس، انرژي، توان و... گسسته (كوانتيده) هستند. گسسته بودن در مكانيك موجي پديده اي آشنا و طبيعي است (براي مطالعه‌ي بيشتر مي توانيد به فصل‌هاي 19 و 20 «فيزيك هاليدي» مراجعه كنيد). امواج صوتي هم مثال ديگري از كمّيت هاي گسسته (كوانتيده) در فيزيك كلاسيك هستند. مفهوم موج در مكانيك كوانتومي و فيزيك مدرن جايگاه بسيار ويژه و مهمي دارد كه جلوتر به آن مي رسيم و يكي از مفاهيم كليدي در مكانيك كوانتوم است.

پس گسسته بودن يك مفهوم كوانتومي نيست. اين تصور كه فيزيك كوانتومي مساوي است با گسسته شدن كمّيت هاي فيزيكي، همه‌ي مفهوم كوانتوم را در بر ندارد؛ كمّيت هاي گسسته در فيزيك كلاسيك هم وجود دارند. بنابراين، هنوز با ايده‌ي تقسيم كردن و سعي براي تقسيم كردن چيزها مي‌توانيم لذت ببريم!

گام سوم: مولكول نور

خوب! تا اينجا داشتم سعي مي كردم توضيح دهم كه مكانيك كوانتومي چه چيزي نيست. حالا مي رسيم به شروع ماجرا:

فرض كنيد به جاي رشته‌ي ماكاروني، بخواهيم يك باريكه‌ي نور را به طور مداوم تقسيم كنيم. آيا فكر مي كنيد كه دست آخر به چيزي مثل «مولكول نور» (يا آنچه امروز فوتون مي‌ناميم) برسيم؟ چشمه هاي نور معمولاً از جنس ماده هستند. يعني تقريباً همه‌ي نورهايي كه دور و بر ما هستند از ماده تابش مي‌كنند. ماده هم كه ساختار ذره اي ـ اتمي دارد. بنابراين، بايد ببينيم اتم ها چگونه تابش مي كنند يا مي توانند تابش كنند؟

گام چهارم: تابش الكترون

در سال 1911، رادرفورد (947-1871) نشان داد كه اتم ها، مثل ميوه‌ها، داراي هسته‌ي مركزي هستند. هسته بار مثبت دارد و الكترون‌ها به دور هسته مي چرخند. اما الكترون هاي در حال چرخش، شتاب دارند و بر مبناي اصول الكترومغناطيس، «ذره‌ي بادارِ شتابدار بايد تابش كند» و در نتيجه انرژي از دست بدهد و در يك مدار مارپيچي به سمت هسته سقوط كند. اين سرنوشتي بود كه مكانيك كلاسيك براي تمام الكترون ها /c1/پيش‌بيني و توصيه(!)

طيف تابشي اتم‌ها، بر خلاف فرضيات فيزيك كلاسيك گسسته است. به عبارت ديگر، نوارهايي روشن و تاريك در طيف تابشي ديده مي‌شوند.

در اين تصوير، طيف تابشي كربن را مي‌بينيد.

مي كرد و اگر الكترون ها به اين توصيه عمل مي كردند، همه‌ي‌ مواد ــ از جمله ما انسان‌ها ــ بايد از خود اشعه تابش مي كردند (و همان‌طور كه مي‌دانيد اشعه براي سلامتي بسيار خطرناك است)! ولي مي‌بينيم از تابشي كه بايد با حركت مارپيچي الكترون به دور هسته حاصل شود اثري نيست و طيف نوريِ تابش‌شده از اتم ها به جاي اينكه در اثر حركت مارپيچي و سقوط الكترون پيوسته باشد، يك طيف خطي گسسته است؛ مثل برچسب هاي رمزينه‌اي (barcode) كه روي اجناس فروشگاه ها مي زنند. يعني يك اتم خاص، نه تنها در اثر تابش فرو نمي‌ريزد، بلكه نوري هم كه از خود تابش مي‌كند، رنگ ها ــ يا فركانس هاي ــ گسسته و معيني دارد. گسسته بودن طيف تابشي اتم ها از جمله علامت سؤال هاي ناجور در مقابل فيزيك كلاسيك و فيزيكدانان دهه‌‌ي 1890 بود.

گام پنجم: فاجعه‌ي فرابنفش

برگرديم سر تقسيم كردن نور.

ماكسول (1879-1831) نور را به صورت يك موج الكترومغناطيس در نظر گرفته بود. از اين رو، همه فكر مي كردند نور يك پديده‌ي موجي است و ايده‌ي «مولكولِ نور»، در اواخر قرن نوزدهم، يك لطيفه‌ي اينترنتي يا SMS كاملاً بامزه و خلاقانه محسوب مي شد. به هر حال، دست سرنوشت يك علامت سؤال ناجور هم براي ماهيت موجي نور در آستين داشت كه به «فاجعه‌ي فرابنفش» مشهور شد:

يك محفظه‌ي بسته و تخليه‌شده را كه روزنه‌ي كوچكي در ديواره‌ي آن وجود دارد، در كوره اي با دماي يكنواخت قرار دهيد و آن‌قدر صبر كنيد تا آنكه تمام اجزا به دماي يكسان (تعادل گرمايي) برسند.

در دماي به اندازه‌ي كافي بالا، نور مرئي از روزنه‌ي محفظه خارج مي‌شود ــ مثل سرخ و سفيد شدن آهن گداخته در آتش آهنگري.

نمودار انرژي تابشي در واحد حجم محفظه، برحسب رابطه رايلي- جينز در فيزيك كلاسيك و رابطه پيشنهادي پلانك

در تعادل گرمايي، اين محفظه داراي انرژي تابشي‌اي است كه آن را در تعادل تابشي ـ گرمايي با ديواره ها نگه مي‌دارد. به چنين محفظه‌اي «جسم سياه» مي‌گوييم. يعني اگر روزنه به اندازه‌ي كافي كوچك باشد و پرتو نوري وارد محفظه شود، گير مي‌افتد و نمي‌تواند بيرون بيايد.

فرض كنيد ميزان انرژي تابشي در واحد حجمِ محفظه (يا چگالي انرژي تابشي) در هر لحظه U باشد. سؤال: چه كسري از اين انرژي تابشي كه به شكل امواج نوري است، طول موجي بين 546 (طول موج نور زرد) تا 578 نانومتر (طول موج نور سبز) دارند. جوابِ فيزيك كلاسيك به اين سؤال براي بعضي از طول موج‌ها بسيار بزرگ است! يعني در يك محفظه‌ي روزنه دار كه حتماً انرژي محدودي وجود دارد، مقدار انرژي در برخي طول موج‌ها به سمت بي نهايت مي‌رود. اين حالت براي طول موج‌هاي فرابنفش شديدتر هم مي‌شود. (نمودار شكل 4 را ببينيد.)

گام ششم: رفتار موجي ـ ذره‌اي

در سال 1901 ماكس پلانك (Max Planck: 1947-1858) اولين گام را به سوي مولكول نور برداشت و با استفاده از ايده‌ي تقسيم نور، جواب جانانه‌اي به اين سؤال داد. او فرض كرد كه انرژي تابشي در هر بسامدِ ? ــ بخوانيد نُو ــ به صورت مضرب صحيحي از ?h است كه در آن h يك ثابت طبيعي ــ معروف به «ثابت پلانك» ــ است. يعني فرض كرد كه انرژي تابشي در بسامد ? از «بسته هاي كوچكي با انرژي ?h» تشكيل شده است. يعني اينكه انرژي نوراني، «گسسته» و «بسته ـ بسته» است. البته گسسته بودن انرژي به‌تنهايي در فيزيك كلاسيك حرفِ ناجوري نبود‌ (همان‌طور كه قبل‌تر در مورد امواج صوتي ديديم)، بلكه آنچه گيج‌كننده بود و آشفتگي را بيشتر مي‌كرد، ماهيتِ «موجي ـ ذره‌اي» نور بود. اين تصور كه چيزي ــ مثلاً همين نور ــ هم بتواند رفتاري مثل رفتار «موج» داشته باشد و هم رفتاري مثل «ذره»، به طرز تفكر جديدي در علم محتاج بود.

ماكس پلانك، از بنيانگذاران فيزيك كوانتوم

ذره چيست؟ ذره عبارت است از جرم (يا انرژيِ) متمركز با مكان و سرعتِ معلوم. موج چيست؟ موج يعني انرژي گسترده‌شده با بسامد و طول موج. ذرات مختلف مي‌توانند با هم برخورد كنند، اما امواج با هم برخورد نمي‌كنند، بلكه تداخل مي‌كنند (شكل 6). نور قرار است هم موج باشد هم ذره! يعني دو چيز كاملاً متفاوت.

تداخل امواج آب

گام هفتم!

و اين داستان ادامه دارد ...

گرانش

سوال از خانم ندا اسکندری (پیش دانشکاهی-ریاضی):
مگر نه اینکه جرم یک جسم مقدار ماده موجود در آن جسم است و وزن یک جسم،نیرویی است که از طرف زمین به آن وارد میشود،پس چرا وقتی میخواهیم جرم جسمی را بدانیم آن را وزن میکنیم؟ یعنی نیروی وارد بر آن از طرف زمین را اندازه میگریم،چه رابطه ای بین این دو وجود دارد؟
جواب – مقدمه تاریخی:
از دیر باز دست کم از زمان یونانیان،همواره دو مسئله مورد توجه بود:1- تمایل اجسام به سقوط به طرف زمین هنگام رها شدن و2- حرکات سیارات،از جمله خورشید و ماه که در آن زمان سیاره محسوب میشدند.در گذشته این دو موضوع را جدا از هم میدانستند.یکی از دستاوردهای بزگ جناب آقای نیوتن این بودکه نتیجه گرفت:این دو موضوع در واقع امر واحدی هستند و از قوانین یکسانی پیروی میکنند.
در سال 1665 ،پس از تعطیلی مدرسه به خاطر شیوع طاعون،نیوتن،که در آن زمان 23 سال داشت،از کمبریج به لینکلن شایر رفت.او در حدود پنجاه سال بعد نوشت:«....در همان سال (1665) این فکر به نظرم آمد که نیروی لازم برای نگه داشتن ماه در مدارش و نیروی گرانش در سطح زمین با تقریب خوبی با هم مشابهند.»
ویلیام استوکلی،یکی از دوستان جوان نیوتن می نویسد،وقتی با نیوتن زیر درختان سیب یک باغ مشغول صرف چای بوده است نیوتن به او گفته که ایده گرانش در یک چنین حایی به ذهنش خطور کرده است.
استوکس می نویسد:« او در حالی که نشسته و در فکر فرو رفته بود سقوط یک سیب توجهش را جلب میکند و به مفهوم گرانش پی می برد . پس از آن به تدریج خاصیت گرانش را در مورد حرکت زمین و اجسام سماوی به کار می برد........» البته باید گفت : اینکه سیب مذکور به سر نیوتن خورده است یا خیرمعلوم نیست!
نیوتن تا سال 1678 ،یعنی تقریبا تا 22 سال پس از درک مفهوم اساسی گرانش نتایج محاسبات خود را به طور کامل منتشر نکرد. در این سال دستاوردهایش را در کتاب مشهور اصول که از آثار بزرگ اوست منتشر کرد. از دلایلی که باعث می شد او نتایج خود را انتشار ندهد، میتوان به دو دلیل اشاره :یکی شعاع زمین ،که برای انجام محاسبات لازم بود و نیوتن آن را نمی دانست و دیگری ، نیوتن به طور کلی از انتشار نتایج کار خود ابا داشت زیرا مردی کمرو و درونگرا بود واز بحث و جدل نفرت داشت.
راسل در مورد او می گوید:« اگر او با مخالفت هایی که گالیله با آن ها مواجه بود ،روبرو می شد، شاید هرگز حتی یک سطر هم منتشر نمی کرد. در واقع ،ادموند هالی(که ستاره دنباله دار هالی به نام اوست ) باعث شد نیوتن کتاب اصول را منتشر کند.
نیوتن در کتاب اصول از حد مسائل سیب-زمین فراتر می رود و قانون گرانش خود را به تمام اجسام تعمیم میدهد.
گرانش را میتوان در سه قلمرو مطالعه کرد:1- جاذبه بین دو جسم مانند دو سنگ و یا هر دو شیئ دیگر.اگر جه نیروی بین اجسام به روش های دقیق قابل اندازه گیری است ولی بسیار ضعیف تر از آن است که ما با حواس معمولی خود آن را درک کنیم.2- جاذبه زمین بر ما و اجسام اطراف ما که یک عامل تعیین کننده در زندگی ماست و فقط با اقدامات فوق العاده میتوانیم از آن رهایی پیدا کنیم. مانند پرتاب سفینه های فضایی که باید از قید جاذبه زمین رها شوند.3- در مقیاس کیهانی یعنی در قلمرو منظومه شمسی و بر هم کنش سیاره ها و ستاره ها،گرانش نیروی غالب است.
نیوتن توانست حرکت سیارات در منظومه شمسی و حرکت در حال سقوط در نزدیکی سطح زمین را با یک مفهوم بیان کند.به این ترتیب مکانیک زمینی و مکانیک سماوی را که قبلا از هم جدا بودند در یک نظریه واحد با هم بیان کند.
« قانون گرانش جهانی »
نیرویی که دو ذره به جرم های m1 و m2 و به فاصله r ازهم به یکدیگر وارد میکنند،نیروی جاذبه ای است که در امتداد خط واصل دو ذره اثر میکند و بزرگی آن برابر است با: F=Gm1m2/r^2
G یک ثابت جهانی است و مقدار آن برای تمام زوج ذرات یکسان است.
این،قانون گرانش جهانی نیوتن است.برای اینکه این قانون را خوب درک کنیم بعضی خصوصیات آن را یادآور میشویم:
اولا،نیروهای گرانش میان دو ذره، زوج نیروهای کنش-واکنش(عمل و عکس العمل) هستند.ذره اول نیرویی به ذره دوم وارد میکند که جهت آن به طرف ذره اول (جاذبه)و در امتداد خطی است که دو ذره را به هم وصل میکند.به همین ترتیب ذره دوم نیز نیرویی به ذره اول وارد میکند که جهت آن به طرف ذره دوم(جاذبه) و در متداد خط واصل دو ذره است.بزرگی این نیروها مساوی ولی جهت آنها خلاف یکدیگر است.
ثانیا:ثابت جهانی G را نباید با g ،که شتاب ناشی از جاذبه گرانشی زمین روی یک جسم است اشتباه کرد.ثابت G دارای بعد L^3/MT^2 و یک کمیت نرده ایست(عددثابتی است)،در حالی کهg با بعد LT-2 یک کمیت برداری است ، که نه جهانی است و نه ثابت(در نقاط مختلف زمین بسته به فاصله تا مرکز زمین تغییر میکند).
با انجام آزمایشات دقیق می توان مقدار G را بدست آورد.این کار را برای اولین بار لردکاوندیش در سال 1798 انجام داد .در حال حاضر مقدار پذیرفته شده برای G برابر است با: G =6.67×10^-11
نیروی گرانش بزرگی که زمین به تمام اجسام نزدیک به سطحش وارد میکند،ناشی از جرم فوق العاده زیاد آن است.در واقع ،جرم زمین را میتوان با استفاده از قانون گرانش جهانی نیوتن و مقدار محاسبه شده G در آزمایش کاوندیش تعیین کرد.به همین دلیل کاوندیش را نخستین کسی میدانند که زمین را وزن کرده است!.جرم زمین راMe
و جرم جسمی واقع بر سطح آن را m می کیریم.داریم:
F =GmMe/Re^2 & F =mg
mg =GmMe / Re^2 →Me =g Re^2/G : بنابراین

که Re شعاع زمین یا همان فاصله دو جسم از یکدیگر است.زیرا جرم زمین را در مرکز آن فرض میکنیم.بنا بر این: M=9.8*(6.37*10^6)^2/6.67*10^-11=5.97*10^24kg
تن 21 ^ 10 * 6.6 : یا

« گرانش و لختی »
نیروی گرانش وارد بر هر جسم،همانطورکه در معادلهF=Gm1m2/r^2مشخص است با
جرم متناسب است.به دلیل وجود این تناسب میان نیروی گرانش وجرم است که ما معمولا نظریه گرانش را شاخه ای از مکانیک میدانیم،در حالی که نظریه مربوط به دیگر نیروها(الکترومغناطیسی،هسته ای و.. )را جداگانه بررسی میکنیم.
یک نتیجه مهم این تناسب آن است که ما میتوانیم جرم را با اندازه گیری نیروی گرانشی وارد بر آن (وزن آن) تعیین کنیم.برای این کار از یک نیرو سنج استفاده میکنیم،یا نیروی گرانشی وارد بر یک جرم را با نیروی گرانشی وارد بر جرم استاندارد(مثلا وزنه یک کیلو گرمی)،به کمک ترازو مقایسه میکنیم.به عبارت دیکر برای تعیین جرم جسمی،آن را وزن میکنیم.
اگر بخواهیم جسم ساکنی را روی یک سطح افقی بدون اصطکاک به جلو برانیم ،متوجه میشویم که برای حرکت دادن آن نیرو لازم است زیرا جسم لخت است و میخواهد در حال سکون باقی بماند،یا اگر در حال حرکت است،می کوشد این حالت را حفظ کند.در این حالت گرانش وجود ندارد. در فضا(دور از زمین) نیز همین نیرو برای شتاب دادن به یک جسم لازم است. این جرم است که ایجاب میکند که برای تغییر دادن حرکت جسم،نیرو بکار رود.همین جرم است که در دینامیک در رابطهF=ma ظاهر میشود. اما وضع دیگری نیز وجود دارد که در آن هم جرم جسم ظاهر میشود.به عنوان مثال،برای نگه داشتن جسمی در ارتفاعی بالا تر از سطح زمین،نیرو لازم است.اگر ما جسم را نگه نداریم با حرکت شتابدار به زمین سقوط میکند.نیروی لازم برای نگه داشتن جسم در هوا از نظر بزرگی با نیروی جاذبه گرانشی میان جسم و زمین برابر است.در اینجا لختی هیچ نقشی ندارد،بلکه خاصیت جذب شدن اجسام توسط اجسام دیگری چون زمین مهم است.
تغییرات شتاب گرانشی(g )همانطورکه گفتیم g ثابت نیست و از نقطه ای به نقطه دیگر زمین ،بسته به فاصله آن نقطه از مرکز زمین تغییر میکند(در نقاط نزدیک سطح زمین میتوان آنرا ثابت فرض کرد که شما هم در حل مسائل همین کار را انجام میدهید و آن را 9.8 یا 10 متر بر مجذور ثانیه فرض میکنید).
اما موضوع دیگری بجز فاصله تا مرکز زمین ،نیز وجود داردکه بر g تاثیر میگذارد،وآن دوران زمین است. اگر جسمی در استوا به یک نیرو سنج آویخته شده باشد،نیروهای وارد بر جسم عبارتنداز:کشش رو به بالای نیروسنج،w ،که همان وزن ظاهری جسم است و کشش رو به پایین جاذبه گرانشی زمین که با رابطه F=GmMe/Re^2بیان میشود.این جسم در حال تعادل نیست زیرا ضمن دوران با زمین تحت تاثیر شتاب جانب مرکز aR قرار دارد. بنا براین باید نیروی جانب مرکز برایندی به طرف مرکز زمین به جسم وارد شود.در نتیجه F ،نیروی جاذبه گرانشی (وزن واقعی جسم) باید از w،نیروی کشش رو به بالای نیرو سنج (وزن ظاهری جسم)بیشتر باشد.بنابر این:(دراستوا)
G.Me.m/Re^2-mg=maR : آنکاه F-w=maR : بنابراین F=ma نیروی برآیند

g=GMe/Re^2-aR : پس

از آنجایی که : aR =Reω^2 =Re(2π/T)^2 =4π^2Re/T^2
که در آن ω سرعت زاویه ای دوران زمین ،T دوره تناوب وRe شعاع زمین است.
در قطب ها از آنجایی که شعاع دوران صفر است بنابراین:0 = aR است پس داریم:
g=GMe/Re^2
که همان نتیجه قبلی است.
میدان گرانش
یک حقیقت اساسی درباره گرانش این است که دو جرم بر یکدیگر نیرو وارد میکنند.اگر بخواهیم میتوانیم این موضوع را به صورت تاثیر(کنش) مستقیم میان دو ذره در نظر بگیریم.این دیدگاه را کنش از راه دور می نامند.یعنی ذرات از راه دور و بدون اینکه با هم تماس داشته باشند روی هم اثر میگذارند.دیدگاه دیگر استفاده از مفهوم میدان است،که بنا به آن یک ذره جرم دار فضای اطرافش را طوری تغییر میدهد که در آن میدان گرانشی ایجاد میکند.این میدان بر هر ذره جرم داری که در آن قرار گیرد یک نیروی جاذبه گرانشی وارد میکند. بنابراین در تصور ما از نیروهای میان ذرات جرم دار،میدان نقش واسطه ایفا میکند.
در مثال جرم - زمین ،اگر جسمی را در مجاورت زمین قرار دهیم ،نیرویی بر آن وارد میشود،این نیرو در هر نقطه از فضای اطراف زمین دارای جهت و بزرگی مشخصی است . جهت این نیرو که در راستای شعاع زمین است ، به طرف مرکز زمین و بزرگی آن برابر mg .بنابراین در هر نقطه در نزدیکی زمین میتوان یک بردار g وابسته کرد. بردار g شتابی است که جسم رها شده در هر نقطه بدست می آورد و آن را شدت میدان گرانش در آن نقطه مینامند. چون g =F/m
شدت میدان گرانش در هر نقطه را میتوان به صورت نیروی گرانشی وارد بر یکای جرم در آن نقطه تعریف کنیم

مقدمه

یونانیان با تقسیم بندی گنبدهای آسمان برای هر یک از سیارات گنبدی خاص قائل بودند. نخستین کشفیات فیزیکی هنگامی صورت گرفت که تلاش گسترده ای برای برهانی کردن ریاضیات آغاز شده بود. در این زمان الکتریسیته و مغناطیس جدا از یکدیگر کنجکاوی انسان را برانگیخت. ذرات تشکیل دهنده ی جهان تقسیم بندی شد و نظریه ی اتمی ماده مطرح و اتر به عنوان عنصر کامل، این تقسیم بندی را تکامل بخشید. کروی بودن شکل زمین بطور مستدلل اثبات و حرکت دوار کائنات به دور زمین که تصور می شد دایره منحنی کامل است، از بدیهیات محسوب می شد. منطق قیاسی کشف گردید و تمام افکار و نظریات علمی را تحت تاثیر خود قرار داد.
استفاده از هندسه در نجوم آغاز شد. فاصله ی زمین تا تا ماه و خورشید محاسبه و نظریه زمین مرکزی زیر سئوال رفت. اما همچنان اعتقاد عموم بر آن بود که زمین مرکز جهان است.
دستگاه زمین مرکزی تحت تاثیر تقدس دایره ها حرکت پیچیده ی سیاره ها را با استفاده از مدارهای تدویر توجیه کرد. مکانیک یونانی بر اساس نظریه زمین مرکزی بخوبی علت سقوط اجسام به طرف زمین را توجیه می کرد. یونانیان حرکت مستقیم نور را بیان و به تشریح خواص آینه ها پرداختند. اما منطق قیاسی چنان بر افکار علمی آنان تسلط داشت که فیزیک یونانی را به بن بست کشید.

1-1

نخستین اندیشه های علمی

انسان به دلیل ارتباط مستقیم و تنگاتنگی که با طبیعت دارد از همان آغاز تفکر و تعمق خویش به پدیده های طبیعی نظر داشت و برداشت های معینی از آنها به عمل می آورد. طبعاً آسمان که از آن باران، برف و نور به انسان می رسید و نیز ستارگان شفاف در آن دیده می شد، جزء نخستین برداشت های انسان بود و در نتیجه اولین اظهار نظرهای علمی در خصوص این پدیده لایتناهی بوسیله انسان به عمل آمده است. در این راستا اولین نظریه های علمی توسط یونانیان ارائه شده است.
در آسمان هیچ چیزی نیست که در یک نگاه ساده، خیلی دور به نظر برسد. بنابراین در نخستین برداشتها از جهان، طبیعی است که گمان شود آسمان سایبان محکمی است که اجسام درخشان آن، همچون دانه های الماس، بر سقف آن چسبیده اند. این چنین بود که یونانیان باستان عقیده داشتند که آسمان بر شانه های اطلس رب النوع یونانی قرار دارد.
اسطوره های یونانی دلالت بر آن داشت که که آسمان از یکی دو متری بالای قله کوه ها چندان بالاتر نیست. در قرن ششم تا چهارم پیش از میلاد، اخترشناسان یونانی بوجود تنها یک سایبان شک کردند. زیرا در اوضاع نسبی ستارگان ثابت که به برداشت آنان حول زمین حرکت می کردند، ظاهراً تغییری نمی دیدند، اما اوضاع نسبی خورشید، ماه و پنج سیاره عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل تغییر می کرد. بنابراین مسلم بنظر می رسید که سیاره ها نمی توانند به گنبد ستارگان متصل باشند.
یونانیان فرض کرده بودند که هر سیاره در یک گنبد نامرئی اسقرار یافته است و گنبدها یکی روی دیگری جا گرفته است. بر این اساس نزدیکترین گنبد از آن ماه است که تندترین حرکت را دارد. پس از آن به ترتیب گنبدهای مربوط به عطارد، زهره... و خورشید قرار دارند.
کاملاً طبیعی است که با چنین طبقه بندی پرسش هایی در مورد ابعاد جهان و موقعیت زمین و شکل و همچنین اجزای تشکیل دهنده آن پیش آید. احتمالاً این پرسش ها زمانی شکل گرفت که روشهای تجربی ریاضیات دیگر کفایت نمی کرد. بنابراین می توان حدس زد هنگامی که این سئوال پیش آمد که چرا قطر دایره آنرا نصف می کند، تفکر در مورد مسیر حرکت سیارات نیز اوج گرفت. شاید منطقی باشد که کوشش برای برهانی کردن ریاضیات را با پیدایش نخستین نظریه های فیزیکی همزمان بدانیم، این تصور زمانی قوت بیشتری می گیرد که می بینیم نخستین کشفیات ثبت شده ریاضی و فیزیکی متعلق به یک نفر است. تالس ملطی اولین فرد شناخته شده ای است که کشفیات ریاضی و فیزیک به او نسبت داده شده است.

2-1

الکتریسیته و مغناطیس

در حدود 600 سال قبل از میلاد تالس ملطی متوجه شد که هرگاه صمغ فسیل شده ای که در سواحل بالتیک یافته بود، که ما امروز آنرا کهربا می نامیم و در آنروز الکترون Electron نامیده می شد، با یک قطعه پوست مالش داده شود، می تواند پر، نخ یا کرک را بخود جذب کند.
همچنین کلمه ی ماگنت Magnet به معنی آهنربا از یک شهر قدیمی یونان بنام ماگنیا Magnesia که در نزدیکی آن نخستین سنگ آهنربا کشف شده بود، گرفته شده است. آهنربا اکسیدی از آهن است که خواص مغناطیسی یعنی آهنربایی دارد. گفته شده است که تالس نخستین کسی بود که خواص آنرا تشریح کرده است. گفته اند که تالس در سال 585 قبل لز میلاد وقوع کسوفی را پیشگویی کرد و کسوف به وقوع پیوست.

3-1

عناصر تشکیل دهنده ی جهان - اتم

امیدوکس در حدود سال 480 قبل از میلاد نظر داد که زمین از چهار عنصر خاک، هوا، آّ و آتش تشکیل شده است. یونانیان در باره ی این موضوع بحث می کردند که آیا می توان ماده را به اجزایی کوچکتر و هر جزء را به جزء کوچکتر و باز هم کوچکتر تقسیم کرد و این عمل تجزی را تا بینهایت ادامه داد؟ یا اینکه این عمل تجزیه محدود است؟ دوموکریتوس در حدود 45 قبل از میلاد محدود بودن عمل تجزیه را بیان کرد. وی اظهار داشت همه ی اجسام از ذره ی غیر قابل تجزیه ای به نام اتم Atom تشکیل شده است. اتم در یونانی به معنی غیر قابل تقسیم است. وی حتی نظر داد که مواد متفاوت از اتمهای مختلف یا ترکیبات آنها ساخته شده است و با تغییر آرایش اتمها می توان ماده ای را به ماده ی دیگر تبدیل کرد. ارسطو و سایر فلاسفه رواقی نظریه دموکریتوس را نپذیرفتند، ایشان اعتقاد داشتند که فضا و ماده بصورت پیوسته است، یعنی می توان یک قطعه از ماده را بدون حد و مرز به قطعه های کوچک و باز هم کوچکتر تقسیم کرد، بی آنکه به ذره ی غیر قابل تقسیمی برسیم. در مورد عناصر تشکیل دهنده ی جهان ارسطو تصور می کرد، در آنسوی لایه های آب، هوا، خاک و آتش، عنصر کامل و غیر زمینی دیگری وجود دارد که وی آنرا اتر Ether در یونانی به معنی پنجم نامید. در این تقسیم بندی جایی برای عدم وجود نداشت. در ضمن انتهای هیچکدام از لایه ها مشخص نبود.

4-1

نجوم

یونانیان عقیده داشتند که زمین به شکل کره است. فیثاغورس اولین کسی بود که کروی بودن زمین را در سال 525 قبل از میلاد بیان کرد. اما نخستین استدلال ها در مورد کروی بودن زمین منصوب به ارسطو است. وی در کتاب در باره ی افلاک نوشت، زمین جسمی کروی است و نه یک سطح صاف و برای این ادعا دو دلیل آورد. نخست آنکه او دریافته بود که ماه گرفتگی به دلیل قرار گرفتن زمین بین ماه و خورشید است، چون سایه زمین بر روی ماه همواره گرد است، پس زمین باید کروی باشد که سایه اش دایره می شود. دومین دلیل این بود که یونانیان طی سفرهای خود متوجه شده بودند که ستاره شمال، در مناطق جنوبی پائین تر از نواحی شالی در آسمان ظاهر می شود، و چ.ن ستاره شمال بر فراز زمین ظاهر می شود، این جابجایی تنها در صورتی می تواند رخ دهد که زمین کروی باشد.
ارسطو به محاسبه محیط دایره استوا پرداخت و رقم چهارصد هزار استادیم را به دست آورد که با احتساب هر استادیوم یکصد و هشتاد متر، رقم به دست آمده تقریباً دو برابر رقم پذیرفته شده ی کنونی است.
ارسطو عقیده داشت که زمین ثابت و مرکز جهان است و خورشید، ماه و سیارات و ستارگان در مدارهای کروی دور زمین می چرخند و بیش از پیش به تثبیت این عقیده یونانیان پرداخت که کره شکل کامل است.
آریستاخوس، ریاصیات را در نجوم به کار برد. وی با استفاده از ابزاهای ابتدائی در حدود 280 قبل از میلاد به محاسبه فاصله ی زمین و خورشید پرداخت. آریستاخورس متوجه شد که انحنای سایه زمین، وقتی از ماه می گذرد می بایستی ابعاد نسبی زمین و ماه را نشان دهد. وی پس از محاسبه ی فاصله زمین و ماه و تشکیل مثلث قائم الزاویه فرضی، هنگامیکه ماه در تربیع اول بود، فاصله زمین تا خورشید را تعیین کرد. بنظر وی خورشید تقریباً بیست برابر دور تر از ماه قرار داشت. هرچند ارقام به دست آمده درست نبود، ولی آریستاخورس نتیجه گرفت که خورشید باید حداقل هفت برابر بزرگتر از زمین باشد. وی با غیر منطقی بودن گردش خورشید بزرگ به دور زمین کوچک، نظر داد که زمین باید به دور خورشید بگردد. البته نظر آریستاخورس پذیرفته نشد. چون وی نظریه خورشید مرکزی منظومه شمسی را ارائه داد، امروزه به عنوان کپرنیک عهد باستان شناخته می شود.
اراتستن در حدود 240 قبل از میلاد متوجه شد که روز اول تابستان در آسوان، خورشید در بالای سر است و در اسکندریه که 800 کیلومتر با آن فاصله دارد، در بالای سر نیست. وی نظر داد که سطح زمین باید نسبت به خورشید، انحنا داشته باشد. وی با استفاده از طول سایه ای که هنگام ظهر اول تابستان در اسکندریه تشکیل می شود، و مقایسه ی آن با طول سایه در روز اول تابستان در آسوان و با استفاده از هندسه خطوط مستقیم، انحنای زمین را با فرض کروی بودن آن حساب کرد. در نتیجه محیط و قطر زمین را تعیین کرد. ارقامی که آراتستن به دست آورد، 12800 کیلومتر برای قطر زمین و چهل هزار کیلومتر برای محیط زمین بود که تقریباً با اعداد مورد قبول امروزی مطافقت دارد.
هیپارخوس در حدود 150قبل از میلاد و با استفاده از روش آریستارخوس به محاسبه فاصله ی زمین و ماه پرداخت. وی فاصله زمین تا ماه را سی برابر قطر زمین به دست آورد. اگر قطر زمین را مطابق رقم اراتستن در نظر بگیریم، فاصله زمین تا ماه که هیپارخوس حساب کرد برابر 384000 کیلومتر می شود که تقریباً درست است. همچنین هیپارخوس گزارشی از انحراف ماه و خورشید از حرکت دایره ای داد است. چون ماه در مدار خود به دور زمین گاهی در شمال استوا و گاهی در جنوب استوا است، سبب این انحراف می گردد. هیپارخوس با اشاره به این امر بدون ذکر دلیل، اظهار داشت که این انحراف سبب می شود که خورشید در هر سال حدود پنجاه ثانیه قوسی در سمت راست مشرق به نقطه اعتدال می رسد. چون به این ترتیب در هر سال نقطه اعتدال جلوتر می آید، هیپاهرخوس این تغییر مکان را تقدیم اعتدالیون نامید که هنوز هم به همان نام شناخته می شود.
اخترشناسان بعدی از هیپارخوس تا بطلمیوس حرکات اجرام آسمانی را بر مبنای این نظر مورد مطالعه قرار دادند که زمین ساکن و مرکز جهان است. ماه در 384000کیلومتری آن و اجسام دیگر آسمانی دورتر و در فاصله ای نامعین از آن هستند. چون دایره را منحنی کامل می پنداشتند، نتیجه می گرفتند که تمام اجرام آسمانی بایستی در مسیرهای دایره ای به دور زمین بچرخند. اما مشاهدات آنها که از کشتیرانی و تدوین تقویم برخاسته بود، نشان می داد مسیر سیاره ها دایره های کاملی و ساده ای نیستند. بنابراین هنگامیکه بطلمیوس دستگاه زمین مرکزی خود را تنظیم کرد، مسیر سیاره ها را در ترکیبی از دایره های پیچیده نشان داد.

5-1

دستگاه زمین مرکزی بطلمیوس

بطلمیوس در حدود 150 میلادی رساله ی پر نفوذی به نام سونتارکنس ماتماتیکا یا مجموعه ی ریاضی نوشت. هر چند این رساله بر نوشته های هیپارخوس مبتنی است، اما به خاطر فشردگی و زیبایی چشمگیرش مورد توجه قرار گرفت. شارحین بعدی برای متمایز ساختن آن از آثار کم اهمیت تر صفت مجیسته یا مجسطی به معنی بزرگترین را به آن منسوب کردند.
مترجمین عرب زبان حرف تعریف ال را پیشوند کردند و آنرا المجسطی نامیدند.
بطلمیوس در المجسطی پدیده هایی را بررسی می کند که بستگی به کرویت زمین دارند. سپس دستگاه زمین مرکزی نجوم را طرح ریزی می کند که قریب به 1500 سال مورد پذیرش عموم بود. المجسطی قدیمی ترین کوشش مجدانه در راه تبیین حرکت شناسی منظومه شمسی است. اما در توجیه حرکتهای پیچیده ی سیاره ها که فاصله ثابتی با زمین ندارند، روی مدارهای دایره ای عاجز بود. بنابراین مفهموم مدارهای تدویر را بکار گرفت.
طبیق این نظریه هم سیاره روی دایره ای حرکت می کند که مرکز آن به نوبه ی خود روی دایره ای به مرکز زمین حرکت می کند. بطلمیوس مجبور شد به انواع دیگر مدار هم توسل جوید، اما هر کدام از اینها نیز دایره تقدس خود را به عنوان شکل اصلی حرکات سیاره ها حفظ کرد.

6-1

مکانیک یونانی

هرچند مکانیک یونانی به اندیشه های ارسطو خلاصه نمی شود، اما نظریه های وی تاثیری بس عمیق بر افکار اندیشمندان برای قرون متمادی داشت. ارسطو ادعای ریاضیدان بودن نداشت، اما تسلطی خارق العاده بر روشهای ریاضی داشت و سازمان دهنده ی منطق قیاسی بود.
هراکلیدس در 350 سال قبل از میلاد گفت: تصور اینکه زمین به دور خورشید می گردد بسیار ساده تر از این تصور است که تمامی گنبد آسمان به دور زمین می چرخد. اما این گفته مورد پذیرش ارسطو واقع نشد. ارسطو بیش از هر کی دیگری اسیر دستگاه منطق قیاسی که خود بوجود آورنده اش هست بود.
با توجه به اینکه ارسطو اعتقاد داشت زمین مرکز جهان است، بخوبی می توان دیدگاهش را در باره ی علت سقوط اجسام بر سطح زمین توجیه کرد.به اعتقاد ارسطو هر شئی به اصل خویش باز می گردد و مکان واقعی خود را جستجو می کند. چ.ن سنگ از جنس خاک است به طرف زمین سقوط می کند و چون دود از جنس آتش است به طرف هوا صعود می کند. در مورد سقوط آزاد اجسام گفته است که اگر دو جسم با سنگینی مختلف را از فاصله ی معینی رها کنیم، جسم سنگین تر زودتر به زمین می رسد. این برداشت نمی توانست علت همه حرکت ها را توجیه کندّ اما دلیل سکون اجسامرا توجیه می کرد. به اعتقاد ارسطو نیروی خارجی عامل حرکت بود. وی در این مورد چنین گفته است: جسم متحرک هنگامی به حالت سکون در می آید که نیرویی که آنرا در امتداد خود به حرکت واداشته است، دیگر نتواند بر آن اثر کند و آنرا براند.
بنابراین به برداشت ارسطو نیروی خارجی عامل حرکت بود و در غیاب نیروی خارجی همه ی اجسام به حالت سکون در می آمدند.

7-1

نور

فلاسفه ی یونان اعتقاد داشتند همانگونه که چوب دستی یک نا بینا به مانعی برخورد می کند و آنرا برای وی مشخص می کند، پرتوهای نور نیز از چشم خارج شده به اجسام برخورد می کنند و با بازگشت به چشم آنها را نمایان می سازد. اما نظریه دیگری نیز در مورد حرکت و منشاء آن وجود داشت. برخی اعتقاد داشتند نور از اجسام فروزان منتشر می شود و به چشم می رسد افلاطون از خمیدگی ظاهری اجسام در خالیکه که بخشی از آن در آب فرو رفته، سخن گفته است. اقلیدس انتشار مستقیم نور و قانون بازتابش آن را بیان کرده است. ارشمیدس از خواص آینه ها سخن گفته است. هرون نیز به تشریح خواص آینه ها پرداخته و مسائلی راجع به ساختن آینه ها با خواص معین را بیان کرده است. وی حتی طرز ساختن آینه هایی را که بوسیله آن شخص بتواند پشت سر خود را ببیند، و یا وارونه دیده شود ارائه کرده است. همچنین هرون به تشریح این امر پرداخته که نور کوتاهترین مسیر بین دو نفطه را می پیماید. بطلمیوس شکست نور را مورد بررسی قرار داد و به اندازه گیری زاویه تابش و باز تابش همت گماشت.

8-1

بن بست فیزیک یونانی

یونانیان دانشی را که با زندگی روزمره ارتباط داشت کم ارزش می شمردند. ولی در ریاضیات موفقیت چشمگیری کسب کردند. ریاضیاتی که به اعتقاد آنان بر اساس یک سری اصول بدیهی شکل گرفته بود و سایر قضایا را بوسیله منطق قیاسی استنتاج می کردند. یونانیان چنان دلباخته ی آن شدند که قیاس را تنها وسیله ی معتبر کسب دانش می پنداشتند. اما می دانستند. که قیاس برای پاسخگویی به برخی از پرسش ها کافی نیست. مثلاً فاصله دو شهر را بوسیله قیاس نمی توانستند به دست آورند، بلکه باید اندازه گیری می کردند. هرگاه که لازم بود، طبیعت را مشاهده می کرند، ولی این امر با رقبت انجام نمی گرفت. در هیچ جا ثبت نشده که ارسطو دو سنگ ناهم وزن را بسوی زمین رها کرده باشد تا نظر خود را بیازماید. آزمایش کردن به نظر یونانیان کاری بیهوده و معارض با زیبایی قیاس خالص بود و از ارزش آن می کاست.
اعتقاد به ارزش قیاس که بر بدیهیات پایه گذاری شده بود، سرانجام به لبه پرتگاهی رسید که راهی برای عبور نداشت. کشفیات بیشتری برای ریاضیات و فیزیک مطرح نبود. همه را به این راضی می کردند که بگویند ارسطو چنین گفته است و یا اقلیدس گفته است. بنابراین دستگاه زمین مرکزی بطلمیوس توام با نظریه های فیزیکی ارسطو که اکثراً با تناقض همراه بود، برای توجیه جهان کافی می پنداشتند.
دانشمندان اسلامی نیز که دست آوردهای علمی یونانیان را در طول قرون وسطی حفظ کردند، و دارای کشفیات مهمی نیز می باشند، نتوانستند بگونه ای منسجم عمل کنند. هرچند خیام را می توان نخستین کسی دانست که اصل توازی اقلیدس زا زیر سئوال برد، اما بعد مدتی به فراموشی سپرده شد.
جای بسی تاسف است که جمشید کاشانی و ملا باقر یزدی به اثبات قضیه ای در ریاضیات پرداختند که صدها سال قبل از ایشان توسط کمال الدین فارسی ثابت شده بود. که نشان از بی اطلاعی مجامع علمی ایرانییان از کارهای یکدیگر بود.
سرانجام متفکران رنسانس در برابر نظریه های قدیم فلسفه ی طبیعی که دیگر قانع کننده نبود، چشم انداز جدیدی گشودند.

آلبرت انیشتین دو نظریه دارد. نسبیت خاص را در سن 25 سالگی بوجود آورد و ده سال بعد توانست نسبیت عام را مطرح کند.
نسبیت خاص بطور خلاصه تنها نظریه ایست که در سرعتهای بالا ( در شرایطی که سرعت در خلال حرکت تغییر نکند–سرعت ثابت) میتوان به اعداد و محاسباتش اعتماد کرد. جهان ما جوریست که در سرعتهای بالا از قوانین عجیبی پیروی می کند که در زندگی ما قابل دیدن نیستند. مثلا وقتی جسمی با سرعت نزدیک سرعت نور حرکت کند زمان برای او بسیار کند می گذرد. و همچنین ابعاد این جسم کوچک تر میشود. جرم جسمی که با سرعت بسیار زیاد حرکت می کند دیگر ثابت نیست بلکه ازدیاد پیدا می کند. اگر جسمی با سرعت نور حرکت کند، زمان برایش متوقف می شود، طولش به صفر میرسد و جرمش بینهایت میشود.
نسبیت عام برای حرکتهایی ساخته شده که در خلال حرکت سرعت تغییر می کند یا باصطلاح حرکت شتابدار دارند. شتاب گرانش زمین g که همان عدد 9.81m/sاست نیز یک نوع شتاب است. پس نسبیت عام با شتابها کار دارد نه با حرکت. نظریه ایست راجع به اجرام ی که شتاب ثقل دارند. کلا هرجا در عالم، جرمی در فضا ی خالی باشد حتما یک شتاب جاذبه در اطراف خود دارد که مقدار عددی آن وابسته به جرم آن جسم می باشد. پس در اطراف هر جسمی شتابی وجود دارد. نسبیت عام با این شتابها سر و کار دارد و بیان می کند که هر جسمی که از سطح یک سیاره دور شود زمان برای او کند تر میشود. یعنی مثلا، اگر دوربینی روی ساعت من بگذارند و از عقربه های ساعتم فیلم زنده بگیرند و روی ساعت آدمی که دارد بالا میرود و از سیاره ی زمین جدا میشود هم دوربینی بگذارند و هردو فیلم را کنار هم روی یک صفحه ی تلویزیونی پخش کنند، ملاحظه خواهیم کرد که ساعت من تند تر کار می کند. نسبیت عام نتایج بسیار عجیب و قابل اثبات در آزمایشگاهی دارد. مثلا نوری که به اطراف ستاره ای سنگین میرسد کمی بسمت آن ستاره خم میشود. سیاهچاله ها هم بر اساس همین خاصیت است که کار می کنند. جرم انها بقدری زیاد و حجمشان بقدری کم است که نور وقتی از کنار آنها می گذرد به داخل آنها می افتد و هرگز بیرون نمی آید.

فرمول معروف آلبرت انیشتین (دست خط خود آلبرت انیشتین)

نظریه نسبیت عام
همه ما برای یک‌بار هم که شده گذرمان به ساعت‌فروشی افتاده است و ساعتهای بزرگ و کوچک را دیده ایم که روی ساعت ده و ده دقیقه قرار دارند. ولی هیچگاه از خودمان نپرسیده ایم چرا؟ آلبرت انیشتین در نظریه نسبیت خاص با حرکت شتابدار و یا با گرانش کاری نداشت. اولین موضوعات را در نظریه نسبیت عام خود که در 1915 انتشار یافت مورد بحث قرار داد.نظریه نسبیت عام دید گرانشی را بکلی تغییر داد و در این نظریه جدید نیرو ی گرانش را مانند خاصیتی از فضا در نظر گرفت نه مانند نیرو یی بین اجرام ، یعنی برخلاف آنچه که اسحاق نیوتن گفته بود !در نظریه او فضا در مجاورت ماده کمی انحنا پیدا می‌کرد. در نتیجه حضور ماده اجرام ، مسیر یا به اصطلاح کمترین مقاومت را در میان منحنیها اختیار می‌کردند. با این که فکر آلبرت انیشتین عجیب به نظر می‌رسید می‌توانست چیزی را جواب دهد که قانون ثقل نیوتن از جواب دادن آن عاجز می ماند.سیاره اورانوس در سال 1781 میلادی کشف شده بود و مدارش به دور خورشید اندکی ناجور به نظر می‌رسید و یا به عبارتی کج بود !

نیم قرن مطالعه این موضوع را خدشه ناپذیر کرده بود.بنابر قوانین اسحاق نیوتن می بایست جاذبه ای برآن وارد شود. یعنی باید سیاره ای بزرگ در آن طرف اورانوس وجود داشته باشد تا از طرف آن نیرو یی بر اورانوس وارد شود.در سال 1846 میلادی اختر شناس آلمانی دوربین نجومی خودش را متوجه نقطه ای کرد که « لووریه» گفته بود و بی هیچ تردید سیاره جدیدی را در آنجا دید که از آن پس نپتون نام گرفت.نزدیک ترین نقطه مدار سیاره عطارد به خورشید در هر دور حرکت سالیانه سیاره تغییر میکرد و هیچ گاه دوبار پشت سر هم این تغییر در یک نقطه خاص اتفاق نمی‌افتاد.اختر شناسان بیشتر این بی نظمی ها را به حساب اختلال ناشی از کشش سیاره های مجاور عطارد می دانستند !مقدار این انحراف برابر 43 ثانیه قوس بود. این حرکت در سال 1845 به وسیله لووریه کشف شد بالاخره با ارائه نظریه نسبیت عام جواب فراهم شد این فرضیه با اتکایی که بر هندسه نااقلیدسی داشت نشان داد که حضیض هر جسم دوران کننده حرکتی دارد علاوه برآنچه اسحاق نیوتن گفته بود.وقتی که فرمولهای آلبرت انیشتین را در مورد سیاره عطارد به کار بردند، دیدند که با تغییر مکان حضیض این سیاره سازگاری کامل دارد. سیاره هایی که فاصله شان از خورشید بیشتر از فاصله تیر تا آن است تغییر مکان حضیضی دارند که به طور تصاعدی کوچک می شوند.اثر بخش‌تر از اینها دو پدیده تازه بود که فقط نظریه آلبرت انیشتین آن‌را پیشگویی کرده بود. نخست آنکه آلبرت انیشتین معتقد بود که میدان گرانشی شدید موجب کند شدن ارتعاش اتمها می شود و گواه بر این کند شدن تغییر جای خطوط طیف است به طرف رنگ سرخ! یعنی اینکه اگر ستاره ای بسیار داغ باشد و به طوری که محاسبه می کنیم بگوییم که نور آن باید آبی درخشان باشد در عمل سرخ رنگ به نظر می‌رسد کجا برویم تا این مقدار قوای گرانشی و حرارت ی بالا را داشته باشیم، پاسخ مربوط به کوتوله های سفید است.دانشمندان به بررسی طیف کوتوله های سفید پرداختند و در حقیقت تغییر مکان پیش بینی شده را با چشم دیدند! اسم این را تغییر مکان آلبرت انیشتینی گذاشتند. آلبرت انیشتین می گفت که میدان گرانشی شعاع های نور را منحرف می‌کند چگونه ممکن بود این مطلب را امتحان کرد.اگر ستاره ای در آسمان آن سوی خورشید درست در امتداد سطح آن واقع باشد و در زمان کسوف خورشید قابل رؤیت باشد اگر وضع آنها را با زمانی که فرض کنیم خورشیدی در کار نباشد مقایسه کنیم خم شدن نور آنها مسلم است. درست مثل موقعی که انگشت دستتان را جلوی چشمتان در فاصله 8 سانتیمتری قرار دهید و یکبار فقط با چشم چپ و بار دیگر فقط با چشم راست به آن نگاه کنید به نظر می رسد که انگشت دستتان در مقابل زمینه پشت آن تغییر جا می‌دهد ولی واقعاً انگشت شما که جابجا نشده است!

دانشمندان در موقع کسوف در جزیره پرنسیپ پرتغال واقع در آفریقای غربی دیدند که نور ستاره ها به جای آنکه به خط راست حرکت کنند در مجاورت خورشید و در اثر نیرو ی گرانشی آن خم می شوند و به صورت منحنی در می آیند. یعنی ما وضع ستاره ها را کمی بالاتر از محل واقعیش می‌بینیم.ماهیت تمام پیروزیهای نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین نجومی بود ولی دانشمندان حسرت می کشیدند که ای کاش راهی برای امتحان آن در آزمایشگاه داشتند.ـ نظریه آلبرت انیشتین به ماده به صورت بسته متراکمی از انرژی نگاه می کرد به همین خاطر می گفت که این دو به هم تبدیل پذیرند یعنی ماده به انرژی و انرژی به ماده تبدیل می شود. E = mc²دانشمندان به ناگاه جواب بسیاری از سؤالها را یافتند. پدیده رادیواکتیو ی به راحتی توسط این معادله توجیه شد. کم کم دانشمندان متوجه شدند که هر ذره مادی یک پادماده مساوی خود دارد و در اینجا بود که ماده و انرژی غیر قابل تفکیک شدند.تا اینکه آلبرت انیشتین طی نامه ای به رئیس جمهور آمریکا نوشت که می توان ماده را به انرژی تبدیل کنیم و یک بمب اتمی درست کنیم و آمریکا دستور تأسیس سازمان عظیمی را داد تا به بمب اتمی دست پیدا کند. برای شکافت هسته اتم اورانیوم 235 انتخاب شد. اورانیوم عنصری است که در پوسته زمین بسیار زیاد است. تقریباً 2 گرم در هر تن سنگ! یعنی از طلا چهارصد مرتبه فراوانتر است اما خیلی پراکنده.در سال 1945 مقدار کافی برای ساخت بمب جمـع شـده بود و ایـن کار یعنی ساختن بمب در آزمایشگاهــی در « لوس آلاموس » به سرپرستی فیزیکدان آمریکایی «رابرت اوپنهایمر» صورت گرفت. آزمودن چنین وسیله ای در مقیاس کوچک ناممکن بود. بمب یا باید بالای اندازه بحرانی باشد یا اصلاً نباشد و در نتیجه اولین بمب برای آزمایش منفجر شد. در ساعت 5/5 صبح روز 16 ژوئیه 1945 برابر با 25 تیرماه 1324 و نیرو ی انفجاری برابر 20 هزار تنT.N.T آزاد کرده دو بمب دیگر هم تهیه شد. یکی بمب اورانیوم بنام پسرک با سه متر و 60 سانتیمتر طول و به وزن 5/4 تن و دیگری مرد چاق که پلوتونیم هم داشت. اولی روی هیروشیما و دومی روی ناکازاکی در ژاپن انداخته شد. صبح روز 16 اوت 1945 در ساعت 10 و ده دقیقه صبح شهر هیروشیما با یک انفجار اتمی به خاک و خون کشیده شد. با بمباران هیروشیما جهان ناگهان به خود آمد، 160000 کشته در یک روز وجدان خفته فیزیکدان ها بیدارر شد! « اوپنهایمر» مسئول پروژه بمب و دیگران از شدت عذاب وجدان لب به اعتراض گشودند و به زندان افتادند. آلبرت انیشتین اعلام کرد که اگر روزی بخواهم دوباره به دنیا بیایم دوست دارم یک لوله‌کش بشوم نه یک دانشمند!

1- بيگ بنگ : آيا واقعاً بيگ بنگ نخستين تكينگى بوده است ؟

* * * * * * * * *

2- قبل از بيگ بنگ چه رخ داده است : اگر تا ابد با زمان به عقب برگرديم آيا همچنان شاهد وقايع و رخدادهاى خواهيم بود كه درطول عمرعالم اتفاق افتاده است. يا نه ، جهان داراى يك عمرمتناهى با آغازى مشخص است. و بيگ بنگ در حقيقت نقطه شروع زمان به حساب مى آيد و قبل از آن هيچ چيز نبوده است؟

* * * * * * * * *

3- فضا ? زمان : آيا آن گونه كه ادعا مى شود ، جهان از 4 بعد ساخته شده است؟، سه بعد فضا و يك بعد زمان؟ اگر چنين است چرا بايد جهان در 4 بعد ظاهر شود ؟

* * * * * * * * *

4- جهان از نظر وسعت و اندازه : آيا وسعت فضاى جهان بى نهايت است؟ توپولوژى يا وضعيت جغرافياى فضاى عالم چگونه است؟

* * * * * * * * *

5- نظريۀ كوانتومى گرانش : چقدر مى توان نظريۀ مكانيك كوانتومى را با نسبيت عام ادغام كرد كه منجر به پيدايش نظريۀ كوانتومى گرانش شود ؟ آيا مى توان اين نظريه را آزمود؟ در صورت تدوين تئورى كوانتومى گرانش چقدر اين تئورى مى تواند در توضيح و تشريح منشاء و مبداء خلقت كائنات ما را يارى دهد؟

* * * * * * * * *

6- توانايى علم فيزيك : چگونه فيزيك مى تواند ناهمخوانى بزرگ بين مقياس بسيار عظيم گرانشى و مقياس جرمى فوق العاده ناچيز ذرات بنيادى را تشريح كند؟

* * * * * * * * *

7- آنتروپى و زمان: چرا هرچه به گذشته برمى گرديم بى نظمى و آنتروپى جهان كمتر مى شود، با اين وجود آيا قانون دوم ترموديناميك مى تواند تفاوت چشمگير بين گذشته و آيندۀ عالم را توضيح دهد؟

* * * * * * * * *

8- مادۀ تاريك: مادۀ تاريك چيست ؟ و چگونه بوجود آمده است ؟ آيا وجود و پيدايش آن را مى توان مربوط به ابر تقارن دانست؟

* * * * * * * * *

9- انرژى تاريك: چرا آن گونه كه ما مشاهده مى كنيم انبساط جهان اينگونه سريع و شتابان است ؟ آيا ما انتقال به قرمز را بطور كامل فهميده ايم ؟ در اين صورت انرژى تاريك داراى چه ماهيتى است كه نيروى محركه را براى اين انبساط شتابان فراهم مى كند ؟ آيا واقعاً انرژى تاريك تمام عالم را پر كرده است؟ منشاء آن چه مى تواند باشد؟

* * * * * * * * *

10- نظريۀ تورم: چرا جهان در مقياس بزرگ اينچنين تقريباً، نه كاملاً، يكنواخت و همگن به نظر مى رسد آيا واقعاً اين نتييجۀ يك دورۀ تورمى است كه جهان در نخستين لحظات پيدايش خود سريعاً پشت سر گذرانيده است؟ آيا نظريۀ تورمى جهان درست است ؟ اگر اينچنين است جزئيات اين دوره از سرگذشت جهان چيست ؟

* * * * * * * * *

11- سياه چال ها : آيا براستى سياه چال ها وجود دارند ؟ آيا آنگونه كه هاوكينگ ادعا دارد آنها انرژى تابش مى كنند و تبخير مى شوند؟ آيا سياه چال ها بجز از قوانين پايستگى انرژى ، اندازه حركت ، اندازه حركت زاويه ايى ، و بار الكتريكى از ساير قوانين پايستگى تخطى مى كنند ؟ برسر اطلاعاتى كه در درون اين حفره هاى اسرار آميز بدام مى افتند چه روى مى دهد ؟ راه حل پارادوكس "اطلاعات حفرۀ سياه" چيست ؟

* * * * * * * * *

12- پرتو هاى كيهانى : منشاء و ماهيت پرتو هاى پر انرژى كيهانى چيست ؟

* * * * * * * * *

13- امواج گرانشى: آيا با قاطعيت مى توان از وجود امواج گرانشى دفاع كرد ؟اگر چنين است جزئيات اين امواج چيست و چقدر اين امواج مى توانند آگاهى ما را نسبت به ماهيت جهان افزايش دهند.؟آيا امكان دارد موفق به ساخت دستگاهى شويم كه بتواند امواج گرانشى را آشكار سازى كند؟

* * * * * * * * *

14- ستاره ها : اولين ستاره چه وقت شروع به درخشيدن كرد و چرا همۀ ستارگان به هم شبيه هستند؟

* * * * * * * * *

15- مسافرت در زمان: آيا مسافرت در زمان از نظر تئوريك امكان پذير است ؟ از لحاظ تجربى و عملى چه؟ اگر اين امر امكان پذير باشد چه كسى از ما حاضر مى شود اين پارادوكس مسافرت زمان را عملى سازد ، به گذشته سفركند و پدر بزرگ خود را بكشد و دوباره به زمان حال برگردد؟

* * * * * * * * *

16- ثابت كيهاني : چرا مقدار ثابت كيها نى مقدارى بسيار كوچك است كه هرگز به صفر نمى رسد ؟ چرا آن گونه كه تئورى كوانتومى ميدان پيش بينى مى كند مقدار آن خيلى بزرگ نيست ، يا آن گونه كه ابر تقارن پيش بينى مى كند مقدار آن برابربا صفر نيست ؟

* * * * * * * * *

17- جهان و پايان آن: سرانجام جهان چيست ؟ آيا جهان در خود فرو خواهد ريخت ؟ يا براى هميشه به انبساط خود ادامه خواهد داد ؟ و يا سرنوشتى ديگر ممكن است در انتظار جهان باشد ؟

* * * * * * * * *

18-كهكشان ها :چرا كهكشان ها توده وار و به صورت رشته اى در فضا توزيع شده اند؟

* * * * * * * * *

19- جرم و گرانش: چرا جرم گرانشى كهكشان ها بيشتر از تمامى جرمى است كه ما قادر به ديدن آن هستيم؟ آيا اين مربوط به مادۀ تاريك است؟ ماده اى مرموز و ناشناخته؟ آيا اين مشكل نمىتواند ناشى از برداشت ما از گرانش باشد ؟ شما چه فكر مى كنيد ؟

* * * * * * * * *

20- طبيعت و ابرتقارن : آيا ابرتقارن يك تقارن طبيعى است ؟ در اين صورت چگونه اين ابر تقارن شكسته شده است ؟ و چرا؟ آيا ابرتقارن مى تواند ذرات جديدى پيش بينى كند كه بتوان آنها را آشكار سازى كرد؟

هفته و روز جهانی نجوم در سال 1386 با تلاشهای شاخه آماتوری انجمن نجوم ايران و گروه ها و مراکز نجوم سراسر کشور با موفقيت چشمگير انجام شد. با توجه به موقعيت ويژه شهر تهران، جمعيت ساکن در اين شهر و تاثير آن در اطلاع رسانی، تلاش شد برنامه با شکوه ويژه ای اجرا شود

در تهران مراکز مختلفی ميزبان برنامه های روز نجوم بودند اما برنامه متمرکز و وسيعی در پارک ملت، يکی از بزرگترين و پر رفت و آمدترين پارکهای شهر تهران تدارک ديده شد. با هماهنگی های انجام شده اين برنامه به صورت برنامه مشترک انجمن نجوم ايران و معاونت اجتماعی و فرهنگی شهرداری منطقه 3 تهران اجرا شد. اطلاع رسانی اين برنامه علاوه بر رسانه ها به صورت نصب بنر در سطح شهر, بر روی اتوبوسهای شرکت واحد، پايانه های مسافربری بين شهری، ايستگاه راه آهن و ترمينالهای فرودگاه مهرآباد انجام شد

در برگزاری اين برنامه علاوه بر معاونت اجتماعی فرهنگی شهرداری منطقه 3 تهران، ماهنامه نجوم، سازمان فضايي، گروه مشورتی جوان شهردار تهران،مرکز تحقيقات سياست علمی کشور،صدا وسيمای جمهوری اسلامی ايران به ويژه شبکه 4 سيما، هلال احمر منطقه 6 تهران، روابط عمومی شرکت واحد اتوبوسرانی و روابط عمومی پايانه های مسافربری بين شهری، روابط عمومی راه آهن تهران و روابط عمومی فرودگاه مهرآباد مشارکت داشتند. اجرای برنامه ها و برگزاری غرفه ها با تلاش هيئت دبيران شاخه آماتوری انجمن نجوم ايران، گروه برگزار کننده باشگاه نجوم تهران، ماهنامه نجوم، سازمان فضايي ايران، گروه غير حرفه ای رؤيت هلال، فرهنگنامه کودکان و نوجوانان، دانشجويان دانشگاه های صنعتی شريف، خواجه نصيرالدين طوسی، واحد علوم و تحقيقات دانشگاه آزاد، فروشگاه آسمان شب، دانش آموزان دبيرستانهای نرجس، نوآور، حنان، شکوفه و دانشجويان هنر و معماری دانشگاه تهران، گروه کوهنوردی سايپا و افراد علاقمند به همکاری با انجمن نجوم ايران، انجام شد. فعاليت های اجرايي را نيز گروه برگزار کننده باشگاه نجوم تهران به بهترين نحو انجام دادند

برنامه ها شامل سه بخش غرفه های بزرگسالان و کودکان، سخنرانی ها و نمايش اسلايد و رصد بود. در بخش رصدی 12 تلسکوپ 8 اينچ تا 5/2 اينچ و 2 دوربين دوچشمی 100*25 فعال بودند که از 10 صبح تا بعدازظهر به رصد خورشيد، پس از آن تا غروب به رصد ماه و پس از غروب تا 10 شب به رصد سيارات پرداختند. علاوه بر رصد مستقيم، به وسيله يک چشمی الکترونيک متصل به تلسکوپ 8 اينچی کاسگرين، تصاوير رصدی برای همگان پخش می شد

سخنرانی ها ساعت 3:30 بعدازظهر با صحبت های آقای شهرام يزدان پناه مدير روابط عمومی سازمان فضايي ايران آغاز شد و سپس با سخنرانی آقای بابک امين تفرشی، آقای محسن ايرجی، آقای دکتر وصالی، آقای پوريا ناظمی در مورد جزئيات دنيای نجوم ادامه يافت. پرطرفدارترين بخش برنامه، پرسش و پاسخ با حضور آقای محسن قاضی ميرسعيد رکورددار رؤيت هلال، آقای ناظمی، آقای ايرجی، دکتر وصالی( مدير شاخه آماتوری انجمن نجوم ايران ) و فاطمه عظيم لو ( دبير برگزاری روز نجوم ) و قسمت پخش اسلايدهای آسمان شب آقای اوشين دانيلی زاکاريان بود

گسترده ترين بخش برنامه ها، غرفه ها بوند. با توجه به شرايط آب و هوايي و با همکاری معاونت اجتماعی و فرهنگی شهرداری منطقه 3 تهران، 46 غرفه به صورت چادرهای نمايشگاهی برپا شد. در محل سخنرانی هم چادر نمايشگاهی موقت بر روی سن نصب شد. تعدادی از غرفه ها نيز در فضای آزاد برپا شدند. فرم ها شامل موارد متنوع زير بودند

3و2و1 . مشاهير نجوم: در اين غرفه علاقمندان به نجوم و دانشجويان تاريخ نجوم با گريم مناسب و پوشيدن لباسهايي که با همکاری شهرک سينمايي غزالی و تالار وحدت تهيه شده بود به معرفی مشاهير نجوم ايران و جهان از جمله ابوريحان بيرونی، خيام، خواجه نصيرالدين طوسی، ابعلی سينا، عبالرحمن صوفی، خوارزمی، هالی، کپلر، گاليله، نيوتن، بطلميس، تيکوبراهه و .... پرداختند. همچنين در اين غرفه مدل ابزارهای نجومی کهن مانند ذات حلق، ربع، اسطرلاب و .... معرفی می شدند

4. مدلهای تاريخی عالم: در اين غرفه ها مدلهايي مانند منظومه کپرنيکی، تصورات اسطوره های با ساخت مدل و نمايش پوستر شرح داده شدند

5. دايره البروج: توضيح دايره البروج با دو مدل کوچک و بزرگ از دايره البروج

6. معرفی ابزارهای قديمی مانند ربع( مدل بزرگ ربع )، ذات حلق، زاويه سنج، اسطرلاب و .... .

7. ساخت ساعت آفتابی: شرح نحوه ساخت ساعتهای آفتابی

8. معرفی انواع ساعت های آفتابی

9. گردونه بزرگ آسمان و معرفی صورت های فلکی

10. نجوم راديويي، معرفی ابزارهای راديويي آماتوری و حرفه ای

11. معرفی ابزارهای رصدی و نحوه کار آنها

12. آموزش ساخت تلسکوپ بازتابی

14و13. معرفی ابزار حرفه ای

15. معرفی تقويم ها و تاريخ نگاری

16. معرفی ماه و رؤيت هلال

17. آلودگی نوری و آلودگی هوا و بررسی روشهای کاهش اين آلودگی

18. معرفی مقاله های نجومی در فرهنگنامه کودکان و نوجوانان

19. معرفی محصولات نجومی و ماهنامه نجوم

20. معرفی فعاليت های انجمن نجوم ايران و رقابت های رصدی

22و21. معرفی سازمان فضايي ايران

23. سفرهای فضايي

24. فضانوردی و تکنولوژی فضايي و تاثير آن در زندگی بشر

25. ماکت ماهواره ها، شاتلها و موشکها

26. معرفی شاخه هوا فضا

27. بدفهمی های نجومی و بشقاب پرنده ها

28. معرفی مريخ و شبيه سازی فضای سياره سرخ و ماکتهای مريخ نوردها

29. معرفی سيارات منظومه شمسی و شرح مشخصات آنها

30. ماکت منظومه شمسی با ابعاد واقعی

31. دنباله دارها، شهابها و بارشهای شهابی و شناخت شهاب سنگها

32. محاسبه سن و وزن در سيارات ديگر منظومه شمسی

33. پرسش و پاسخ توسط کارشناسان

34. ستارگان- تولد، تحول و مرگ آنها

35. معرفی اجرام غيرستاره ای- سحابی ها، کهکشان ها و خوشه های ستاره ای

36. معرفی و آموزش عکاسی نجومی

37. طرح های نجومی و معرفی نقاشی های نجومی مشهور جهان

38. شرح اصطلاحات نجومی مانند مقارنه، مقابله، حرکت رجوعی و .....

39. طيف و نور

40. کيهان شناسی- معرفی مدل مهبانگ و تحول عالم، معرفی ابعاد در عالم

41. پخش 2000 شاخه گل توسط گروه مشورتی جوان شهردار تهران

42. نقاشی کودکان

43. بازی های نجومی

44. نقاشی روی صورت و گريم کودکان

45. شعر وسرود برای کودکان

46. ساخت احجام نجومی با گل و خمير برای کودکان

در خارج از چادرها نيز غرفه های زير برپا بود:

47. پياده روی منظومه شمسی

48. کمپ نجومی برای نشان دادن ابزارهايي که در يک سفر نجومی به کار گرفته می شود

49. اسطوره ها و صورتهای فلکی

50. غرفه بسيار بزرگ و طولانی بناهای نجومی و تاريخ نجوم : در اين غرفه تاريخ نجوم بر روی پارچه ای به طول 30 متر نقش بسته بود و بناهای نجومی از گذشته تا کنون به صورت ماکتهای بزرگ بر روی پارچه قرار گرفته بود. مسابقه ای نيز به همت سازمان فضايي ايران برگزار شد که جايزه آن که تلسکوپ 4 اينچ بود، به قيد قرعه به برنده اهدا شد

همچنين فردی با پوشيدن لباس آدم فضايي تخيلی در مورد هوش فرازمينی با مردم صحبت می کرد. حضور گزارشگران رسانه های مختلف، به ويژه شبکه1، 4 و 5 سيما و پخش زنده مراسم از شبکه 4 سيما هم جلوه خاصی به برنامه ها داده بود. هزاران نفر در اين برنامه ها شرکت داشتند و پس از پايان يافتن برنامه ها نيز مردم حاضر به ترک محل نبودند و اصرار داشتند که برنامه ها ادامه پيدا کند

برنامه های ويژه هفته نجوم

در هفته نجوم علاوه برياری مدارس در برگزاری نمايشگاه ها و سمينارهای دانش آموزی، برنامه هايي برای افرادی که قادر به حضور در پارک ملت نيستند، ترتيب داده شد. برنامه ای رصدی برای جوانان، نوجوانان و کودکان کانون اصلاح و تربيت اجرا شد که بسيار مورد توجه مسئولان و مخاطبان برنامه قرار گرفت. اجرای چنين برنامه هايي در ايجاد انگيزه برای ادامه زندگی سالم در جوانان بسيار مفيد است و تا پايان سال نيز ادامه خواهد يافت. اجرای برنامه برای مراکز بهزيستی به دليل شرايط نامساعد جوی، به بعد از هفته نجوم موکول شد.

برنامه ويژه جشنواره وبگاهها و وبلاگهای نجومی:

به مناسبت هفته نجوم، به همت روابط عمومی سازمان فضايي ايران و با همکاری شاخه آماتوری انجمن نجوم ايران، جشنواره ای برای معرفی و تشويق دارندگان وبگاه و نويسندگان وبلاگهای نجومی به زبان فارسی، برگزار شد. پس از فراخوان که توسط برنامه آسمان شب، وبگاه انجمن نجوم ايران و رسانه ها اعلام شد، بيش از 80 وبگاه و وبلاگ در اين برنامه به ثبت رسيدند. نتايج جشنواره طی برنامه باشکوهی که در سالن اجتماعات سازمان فضايي ايران برگزار شد، اعلام شد.

در اين برنامه آقای شهرام يزدان پناه، مدير روابط عمومی سازمان فضايي ايران، آقای هنرپرور مدير پرشين بلاگ، آقای ناظمی عضو هيئت دبيران شاخه آماتوری انجمن نجوم ايران، خانم تابشيان مسئول گروه نجوم سازمان فضايي ايران و آقای مهندس طالب زاده رئيس سازمان فضايي ايران، درباره لزوم ترويج علم و جايگاه وبگاه ها در اطلاع رسانی صحبت کردند. در پايان با حضور اين افراد و آقای دکتر وصالی مدير شاخه آماتوری انجمن نجوم ايران و آقای حجه الاسلام اصفهانی از مرکز پژوهشهای فلکی قم به برگزيدگان جوايزی اهدا شد.

برگزيدگان جشنواره به شرح زير اعلام شدند:

خشايار معروفی، اشکان زارعی و شهريار احمدی، نفرات اول تا سوم وبلاگ نويسی- محمد رحيمی ( مدير وبگاه پارس اسکای ) و خسرو جعفری زاده، نفرات اول و دوم وبگاه های نجومی - عليرضا سيف، طاها قرچکانلو، پيام شريعت و آرش خانبانی- نفرات سوم وبگاه های نجومی

آ آندره-ماری آمپر

ا

ب

پ

ت

ج

چ

ح

د

ر

ژ

س

ش

ع

ف

ک

گ

ل

م

ن

و

ه

ی

خورشید فروزان – E=mc2

استیون هاوکینگ

[ویرایش] زمینه‌های تحقیق و نظریات

[ویرایش] ناتوانی جسمی

[ویرایش] آثار

مقدمه

نخستین اندیشه های علمی

الکتریسیته و مغناطیس

عناصر تشکیل دهنده ی جهان - اتم

نجوم

دستگاه زمین مرکزی بطلمیوس

مکانیک یونانی

نور

بن بست فیزیک یونانی

آ

آندره-ماری آمپر