بی نهایت – بخش سوم

بیگ بنگ: تاریخ علم فیزیک تصریح می کند که هر گاه یک بی نهایت در مدلها و فرمولهای نظری پدید می آید، به معنای آن است که یک پدیده جدید حاصل خواهد شد که اساسا با آنچه همین فرمولها تعریف می کنند، متفاوت است.

40

برای مثال در فرمولهای آئرودینامیک، هنگامیکه سرعت یک جسم در هوا به سرعت صوت نزدیک می شد، یک بی نهایت پدید می آمد ، یعنی مقاومت هوا نسبت به حرکت این جسم. این بدان معنا بود که حرکت مافوق صوت غیر ممکن است. همزمان هواپیماهایی ساخته شد که با سرعت مافوق صوت پرواز می کردند! مشخص بود که تئوری و فرمولهای مربوطه با فرضهای اشتباهی طراحی شده اند. نکته اینجاست که در سرعتهای نزدیک به صوت در مقابل جسم، یک موج ضربه پدید آمده و جهشی در چگالی و فشار محیط در جلوی موج رخ می دهد. بنابراین در علم آئرودینامیک حالت ناپیوستگی محیط مد نظر قرار گرفت و فرمولها تصحیح شد و بی نهایت محو گردید. اکنون این معادلات، مقادیر درست و محدودی را برای مقاومت در مقابل حرکت مافوق صوت ارائه می دهند. فرض پیوستگی محیط به یک بی نهایت اشتباه ختم شد. جالب است بدانید که فرض پیوستگی انرژی نیز به بی نهایتی غلط می رسید که فاجعه فرابنفش را موجب می شد. ظاهرا در جهان پیوستگی وجود ندارد و کوانتوم بر این اساس بنا شده است.

در حالت معمول یک کمیت فیزیکی بی نهایت ، بی معناست. اگر در معادله ای یک کمیت فیزیکی محدود مانند X کمیت فیزیکی دیگری مانند Y را به بی نهایت برساند، بدین معنی است که رسیدن به حد X امکان پذیر نیست. مثلا در معادلات نسبیت خاص ، یک جسم دارای جرم سکون نمی تواند به سرعت نور برسد، زیرا جرم آن به سمت بی نهایت میل می کند ( اینکه فوتونها با سرعت نور پیش می روند به خاطر این است که جرم سکون آنها صفر است). اما اگر تجربه نشان داد که رسیدن به X امکان پذیر است، آنگاه باید معادله مربوطه یا تصحیح شود یا از اساس کنار گذاشته شود. اگر زمانی تجربه نشان دهد که ذرات می توانند به سرعت نور برسند ، معادلات نسبیت در خطر نابودی یا اصلاح قرار می گیرند. البته این نوع اصلاحات می تواند باب یک تئوری جدید و عمیق را بگشاید.

یک نمونه تاریخی از پدید آمدن بی نهایت در فیزیک، مربوط است به فاجعه فرا بنفش که انتشار نور توسط یک جسم داغ را تفسیر می کند. نظریه کلاسیک پیش بینی می کرد که چگالی امواج نوری منتشر شده از یک جسم داغ، در یک دمای محدود و قابل دسترس به سمت بی نهایت میل می کند! نتیجه ای که بدون آزمایش غلط بودن آن محرز است! در فیزیک کلاسیک، انرژی پیوسته بود و هر مقداری می توانست داشته باشد. یک بار دیگر فرض پیوستگی، فیزیک را با بی نهایت روبرو کرد. ماکس پلانگ، فیزیکدان مشهور آلمانی، مشکل را در همین جا یافت و با فرض گسسته و کوانتومی بودن انرژی، مسئله را حل کرد تا پایه گذار یکی از انقلابی ترین نظریه های فیزیک شود : فیزیک کوانتومی!

ادامه دارد »»»

نویسنده : احمد مصدر – بیگ بنگ

اطلاعات بیشتر در: Universe, Infinity , youtube

اسرار کهکشانها ، گورویچ و چرنین، ترجمه نوقابی، چاپ اول، انتشارات آستان قدس

image_pdfimage_print
(8 نفر , میانگین : 4٫63 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=19474
احمد مصدر

احمد مصدر

نویسنده این مطلب : احمد مصدر ، فوق ليسانس شيمي. علاقمند به علوم مختلف از جمله فيزيك و فلسفه علم می باشد و به عنوان نویسنده در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۴ پاسخ‌ها

  1. پوریا گفت:

    آقای احمد مصدر واقعا ممنون بابت این مطلب ها…

  2. ali گفت:

    سلام.

    بسیار جالب،
    اگر میشود درمورد بینهایت در ریاضی هم در مقاله پیش رو حرفی بزنید، مثلا:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Arithmetic_progression
    تا جایی که فمیدم در ریاضی کلا مفهومی به اسم محاسبه وجود دارد که همان شروع کردن و به دنبال ان حرکت کردن میباشد و بینهایت در ریاضی یعنی تکرار چرخه محاسبه به صورت دایره وار!یعنی جریان محاسبه مثل یک نقطه شروع میشود و مثل یک خط راست میرود ولی در نهایت به علت ساختار فرمول ها کم کم کج شده تا دایره ای ایجاد بکند، حالا هرچه این فرمول های ریاضی کشش بیشتری داشته باشند باز این دایره ایجاد میشود ولی با اندازه به همان نسبت بزرگتر! یعنی بینهایت ها اندازه دارند. البته نه همه ریاضی، فقط بخش هایی که نوعی در فرمول خود زنجیره تکرار دارند و اعدادی که در حالت اصلی فرمول گذاشته میشود پتانسل لازم را داشته باشند.
    چون دنیای ریاضی انتزاعی هست محدودیتی شبیه به جهان فیزیکی ندارد. درمورد فراکتال ها هم فکر بکنم بشود مطالبی نوشت. درمورد مفهوم خ۰ا هم همینطور است، وقتی بخواید در مورد -تر ، ترین- حرفی بزنید و ادامه بدهید چون جریانی سلسله وار دیده میشود، مثل قبل ، قبل تر ، قبل تر از قبل تر و … و همینگونه ادامه میابد و در برهان ت۰۰ل هم میگویند باید جایی قطع شود! ولی هیچ دلیل منطقی برای توجیه این قطع کردن زنجیره تکرار نیست! واقعا خیام حق داشت!! من نمیگویم این ان مفهوم را زیر سوال میبرد ولی حداقل برای توضیح ان مفهوم به هیچ وجه مناسب نیست و نباید به ان اینگونه تکیه کرد. همین موضوع و حق اعتراض نداشتن به ان لطمه شدیدی به من زد به جای توجیه مناسبی که نیاز داشتم، و باعث فاصله گرفتن من از این مسایل شد تا باز به این مسایل برگشتم ولی کاملا متفاوت و کلی حرف با کلی محدودیت بیان.

    موفق و سربلند باشید

  3. بهرام گفت:

    بینهایت یعنی یک تفییر فاز در آن نقطه در حال وقوع است یعنی تفییر حالت نه واقعا مقدار بی نهایت

  4. بهرام گفت:

    نی نهایت یعنی یک تفییر اساسی در فاز در ان نقطه در حال وقوع است یا یک جهش غیر منتظره را باید شاهد باشیم مثلا بی نهایت شدن جرم در سرعت نزدیک به نور شاید حاکی از یک جهش در یکی از فازها مثلا شکستن دیوار نوری همانند دیوار صوتی باشد

پاسخ دهید

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