فیزیکدانان ارتباطی بین انرژی تاریک و پیکان ِ زمان یافتند!

بیگ بنگ: آیا انرژی تاریک دلیل حرکت زمان به سمت جلوست؟ سالها فیزیکدان ها سعی در توضیح انرژی تاریک داشتند-پدیده ای مرموز که اجرام کیهان را از هم دور میکند سریع تر از آنکه گرانش بتواند همه چیز را به هم نزدیک کند. اما فیزیک همیشه درباره ی دانستن اینکه پدیده ها چه هستند، نیست. بخش مهمی از آن درباره ی فهمیدن این است که پدیده ها سبب چه می شوند. و در مقاله ای جدید فیزیکدان ها این سوال را در مورد انرژی تاریک مطرح کردند و دریافتند در برخی موارد، ممکن است انرژی تاریک باعث حرکت زمان به سمت جلو شود.

space-time-earth_1024به گزارش بیگ بنگ، هنگامی که توپی را به هوا پرتاب می کنید، ابتدا با سرعت اولیه ی زیاد به سمت بالا میرود، اما سپس در حالیکه گرانش زمین آنرا به سمت پایین می کشد از سرعت آن کاسته می شود. اگر به اندازه ی کافی آنرا سریع پرتاب کنید(در حدود ۱۱ کیلومتر بر ثانیه، برای آنها که میخواهند بیازمایند)، هرگز آنقدر کند نمی شود که برگردد و به سمت شما پایین بیافتد، اما همچنان که از شما دور می شود از سرعت آن کاسته می شود و این به دلیل گرانش زمین است.

فیزیکدان ها و ستاره شناسان در دهه ی ۱۹۹۰ انتظار داشتند که مورد مشابهی پس از بیگ بنگ روی داده باشد- رویدادی که ماده را در تمام جهات پراکنده کرد. گرانش جمعی از تمام آن ماده باید کاملا موجب کندتر شدن آن می شد، درست همانگونه که زمین باعث کاهش سرعت توپ می شود. اما این، آن چیزی نبود که دانشمندان دریافتند. بر عکس به نظر آمد که همه چیز سرعت گرفته است. به نظر می رسد چیزی وجود دارد که کیهان را در بر میگیرد و به طور طبیعی فضا را سریع تر از آنچه گرانش بتواند همه چیز را به هم نزدیک کند، به دور می راند. این اثری کوچک است-تنها هنگامی قابل توجه است که شما به کهکشان های دوردست نگاه می کنید-اما آنجا وجود دارد و به انرژی تاریک معروف است.”تاریک” از آن جهت که هیچکس نمی داند چیست!

علم چیزی نیست به جز فرآیند جستجوی انسان برای چیزهایی که قادر به توضیح آن نیست، بنابراین این نخستین بار نیست که جهان ما را سردر گم کرده است. برای قرن ها، « زمان » یکی از موارد گیج کننده بوده: چرا زمان، بُرداری دارد که مسیری از گذشته به حال و آینده است؟ ممکن است سوال احمقانه ای به نظر برسد-اما منظور این است که اگر زمان به جلو حرکت نمی کرد، معلول ها قبل از علل قرار می گرفتند، و این امر غیر ممکن به نظر می رسد-اما این کمتر از آن است که شما فکر میکنید.

کیهان، تا آنجایی که ما می توانیم بگوییم، تنها بر اساس قوانین فیزیک عمل می کند و در مورد همه ی قوانین فیزیک که ما می دانیم، جملگی قابلیت برگشت پذیری در زمان را دارند. این بدان معناست که اتفاقاتی را که سبب می شوند، در هر صورت که زمان به جلو و یا عقب حرکت کند، دقیقا یکسان به نظر می رسند. یکی از نمونه ها مسیر حرکت سیاره به دور ستاره است که توسط گرانش کنترل می شود. زمان چه به جلو و یا عقب حرکت کند، مدارهای سیاره ای دقیقا همان مسیر را دنبال می کنند. تنها تفاوت آن جهت مدار است.

shutterstock_386581477اما یک بخش مهم از فیزیک قابلیت برگشت پذیری در زمان را ندارد و آن قانون دوم ترمودینامیک است. این قانون بیان میکند که هر چه زمان به سمت جلو می رود، میزان بی نظمی یا آنتروپی در جهان همواره افزایش می یابد. دقیقا همانند انرژی تاریک، چیزی است که ما درباره ی کیهان دریافته ایم و چیزی است که هنوز آنرا کاملا درک نمیکنیم. به همین منظور فیزیکدانان با اکراه قانون دوم ترمودینامیک را به عنوان مبدا پیکان زمان در نظر گرفتند: پس از هر رویداد بی نظمی باید افزایش پیدا کند، که لازمه ی آن حرکت زمان در یک سمت است.

بنابراین فیزیکدانان الله وردیان و وی جی گورزادیان از دانشگاه دولتی ایروان در ارمنستان، تصمیم گرفتند تا بررسی کنند –حداقل در یک وضعیت محدود –که انرژی تاریک و قانون دوم ترمودینامیک ممکن است به هم مربوط باشند. برای آزمایش آنها مورد ساده ی گردش سیاره به دور ستاره ای با جرم متغییر را مورد مطالعه قرار دادند. آنها دریافتند که اگر انرژی تاریک وجود نمی داشت و یا اگر فضا را به سمت هم میکشید، سیاره به طور کسل کننده ای تنها به دور ستاره می چرخید بدون اینکه هیچ اتفاق جالبی بیافتد. هیچ راهی برای فهمیدن این وجود نداشت که بگوییم مدار در زمان به سمت جلو و یا به سمت عقب حرکت می کند.

اما اگر انرژی تاریک فضا را به دور براند، مانند آنچه در کیهان ما اتفاق می افتد، سیاره سرانجام روی مسیر بدون بازگشتی از ستاره به دور پرتاب می شود. این برای ما تمایزی بین گذشته و آینده ارائه می دهد: زمان را در یک مسیر حرکت دهید و سیاره به بیرون پرتاب می شود. زمان را در مسیر دیگر ی حرکت دهید و سیاره به سمت داخل می رود و توسط ستاره جذب می شود. انرژی تاریک به طور طبیعی به برداری از زمان منجر می شود. نویسندگان تاکید می کنند که این یک موقعیت کاملا محدود است، و آنها مسلما ادعا نمی کنند که انرژی تاریک دلیل آن است که زمان فقط همواره به سمت جلو حرکت می کند. اما آنها یک ارتباط ممکن بین ترمودینامیک و انرژی تاریک را نشان دادند که ممکن است به ما در درک یکی و یا شاید هر دوی آنها بهتر از گذشته، کمک کند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه ی Physical Review E منتشر شده است.

ترجمه: ستاره مجیب / سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

image_pdfimage_print
(23 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=50448
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۲ پاسخ‌ها

  1. الناز گفت:

    جالب بود مثل همیشه!

پاسخ دهید

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