آیا شتاب دهنده وجود ابعاد بیشتر را تایید می کند؟

بیگ بنگ: به منظور توصیف دقیقی از کیهان، نظریات فیزیکی به طرز فزاینده‌ای برای توضیح رازهای طبیعت به ابعاد اضافی متوسل می شوند. مشکل این است که چطور می توان وجود چنین چیز فرّاری را اثبات کرد؟ آزمایش های جدید به کمک شتاب دهنده هادرونی بزرگ(LHC) شاید سرانجام به ما بگویند که کیهان دارای چند بعد اضافی است.

cernبه گزارش بیگ بنگ، چند بُعد وجود دارد؟ آیا زمان یک بعد است؟ آیا فضا-زمان سه بعدی ما عنصری از یک جهان چند بعدی بزرگتر میباشند؟ این سؤالات بارها و بارها پرسیده شده‌اند و پاسخ های متعددی هم برای آنها داده شده است. از کاوش فیزیک سه بعدی پائول ارنفست در سال ۱۹۱۷ گرفته تا نظریات دهه‌ی ۱۹۹۰ میلادی، کارشناسان در طول سالیان پاسخ های خاص خودشان را پیشنهاد داده‌اند. اما با پیشرفت فناوری های مجهز به نظریات و مدل های ریاضی جدید، ما امروزه در جایگاه منحصربفردی برای درک یکی از پیچیده ترین رازهای جهان قرار گرفته ایم.

ابعاد، گرانش و نور

ایده اصلی تمامی نظریاتی که با تعداد ابعاد سر و کار دارند، نیروهای بنیادی گرانش و نور میباشد که پیرامون هر دوی آنها بیشترین مطالعه و مشاهده در جهان فیزیکی صورت گرفته است. از بین چهار نیروی اصلی در طبیعت (مابقی نیروهای هسته ای ضعیف و قوی اند)، مطالعه گرانش و الکترومغناطیس(که نقش سازنده‌ای در ایجاد نور دارد) یکی از پیچیده ترین کارهاست. این دو نیرو نظریه پردازان و دانشمندان بسیاری را به بن بست کشانده‌اند. بررسی این نیروها در کنار هم می تواند نتایج پیچیده ای داشته باشد.

مدل های بسیاری از این ویژگی های قابل مشاهده جهان برای ایجاد فرضیات و نظریات پیرامون نحوه کارکردهای کیهان بدست آمده است. در یکی از مدل های ساده پیشنهاد شد که جهان از سه بعد “طول، عرض و عمق” تشکیل یافته است. رسیدن به چنین مدلی کار دشواری‌ نیست زیرا نحوه درک و مشاهده جهان برای ما به این شکل است: کاملا منطقی و شهودی.

تصویر هنری ِ نفوذ گرانش از بخش فضا-زمان به درون جسم چند بعدی.

تصویر هنری ِ نفوذ گرانش از بخش فضا-زمان به درون جسم چند بعدی.

اما این تقسیم مرتب سه گانه ی جهان بطور دقیق جوابگوی نحوه ی تجربه انسان از جهان نیست. به منظور بررسی بیشتر این مسئله، برخی ریاضی دانان از قبیل هرمان و مینکوفسکى به ترکیب سه بعد فضایی با بعد چهارم پرداختند تا به یک توصیف مبتنی بر فضا-زمان از واقعیت دست یابند. اینجاست که بر پیچیدگی مسائل افزوده می شود. ناسازگاری ها و ناهمخوانی های عجیبی وجود دارند که به نظر غیر قابل بررسی می رسند. برای مثال، چرا گرانش در چنین مقیاس عظیمی(سیارات، ستارگان و کهکشان ها ) عمل می کند، اما سایر نیروها عملکردی در مقیاس کوچک دارند. به دیگر سُخن، چرا گرانش بسیار ضعیف تر از چهار نیروی اصلی دیگر است؟

پائول هالپرن در مقاله جالبی برای PBS مسئله را با مثال ساده تری توضیح داد: پونزى با یک آهنربای کوچک آشپزخانه ای در دست بگیرید و ببینید که جذب آن چگونه بر کشش گرانشى کل زمین تاثیر می گذارد. بنابراین، چندین نظریه برای جبران این ناهمخوانی ها به پیشنهاد رسید. با توجه به پژوهش های تئودور کالوزا و اُسکار کلین در دهه‌ی ۱۹۲۰ میلادی، نظریات ابر ریسمان این ایده را به پیش کشیدند که ارتعاش ریسمان های انرژی کوچک عامل اصلی برای هر آنچه که ما در طبیعت مشاهده می کنیم، هستند. این نظریات تنها در جهان هایی متشکل از ده بعد یا بیشتر موثر واقع می شوند و شش بعد دیگر در فضایی کوچک فراتر از حدود مشاهده جای می گیرند.

extra-dimensionsروش دیگر (نظریه M) این جهان ده بعدی متشکل از ریسمان و غشاهای پر انرژی را درون یک بُعد اضافی بزرگ و قابل مشاهده به نام bulk یا حجم می گنجاند. در این مفهوم، ماده و انرژی و اکثر نیروهای اصلی بصورت مخفیانه به غشاهای پر انرژی فضا-زمان تکیه می کنند. اما گرانش عملکرد آزادانه ای دارد. به همین منظور، ذره ریزتر از اتم “گراویتون” (حامل های انرژی گرانشى) می توانند به درون حجم bulk تراوش نمایند. این عامل باعث کاهش استحکام کوچک مقیاس گرانش می شود اما همچنان نیرویی بر فواصل بزرگ اعمال می کند.

دستگاه شتاب دهنده ذرات زیر هسته‌ای هادرون را بکار می گیرید. این دستگاه که در ژنو سوئیس قرار دارد، شاید پاسخگوی راز ابعاد باشد زیرا از قابلیت اجرای عملیات برخورد ذرات بسیار پر انرژی برخوردار است. کارشناسان می توانند به کمک آن آزمایشات اختصاصی انجام داده و به نظریات بهتری دست یابند. دانشمندان هم اکنون به دنبال سه رخداد ویژه برای اثبات وجود ابعاد بیشتر هستند: وجود آثاری از ذرات، چیزی شبیه پژواک های منعکس شده؛ انرژی گم شده ناشی از حرکت ذرات ریزتر از اتم گراویتون به سمت ابعاد بالاتر و سیاهچاله های بسیار کوچک. این احتمالات در آزمایش های آتی مورد کاوش و بررسی قرار خواهند گرفت.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: futurism.com


(22 نفر , میانگین : 4٫59 از 5)

لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=61105


توجه : هرگونه استفاده از این مطلب بدون ذکر نام 'سایت علمی بیگ بنگ' و لینک به این مقاله غیر قانونی و از لحاظ اخلاقی غیر انسانی می باشد، لطفا به حقوق مولف احترام بگذارید.

مطالب علمی مرتبط

۶ نظر

  1. e=mc2 گفت:

    وجود ابعاد بیشتر خیلی منطقی میاد.

  2. هارپ گفت:

    خیلی بعیده بتونن با این شتاب دهنده به یه همچین سایز و ابعادی دست پیدا کنن . البته استیون هاوکینگ هم کشف بوزون هیگز رو بعید میدونست .

  3. علی فردید گفت:

    اینکه ابعاد اضافی آنقدر ریزند که دیده نمیشن برای من زیاد قانع کننده نیست.

  4. opel گفت:

    ما چه طور میتونیم ابعاد بالاتر رو درک کنیم در صورتی که مغز ما سه بعد بیشتر رو نمیتونه ساپورت کنه

    • علی فردید گفت:

      انسان سالهاست با همین حواس و در همین جهان در پی کشف قوانین و به خوبی داره پیش میره. حالا اگه قرارهای چیزی فراتر از این حواس باشه، باید شواهدی و ادله درست و حسابی براش ارایه بشه چه بتونیم قبولش کنیم. اینکه فکر کنیم ضعف از ماست، کافی نیست!

  5. opel گفت:

    شاید به خاطر این باشه که ما تا حالا توی محدوده ی ادراکی خودمون اکتشاف میکردیم

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *