بی نهایت – بخش سوم

5
640

بیگ بنگ: تاريخ علم فيزيك تصريح مي كند كه هر گاه يك بي نهايت در مدلها و فرمولهاي نظري پديد مي آيد، به معناي آن است كه يك پديده جديد حاصل خواهد شد كه اساسا با آنچه همين فرمولها تعريف مي كنند، متفاوت است.

40

براي مثال در فرمولهاي آئروديناميك، هنگاميكه سرعت يك جسم در هوا به سرعت صوت نزديك مي شد، يك بي نهايت پديد مي آمد ، يعني مقاومت هوا نسبت به حركت اين جسم. اين بدان معنا بود كه حركت مافوق صوت غير ممكن است. همزمان هواپيماهايي ساخته شد كه با سرعت مافوق صوت پرواز مي كردند! مشخص بود كه تئوري و فرمولهاي مربوطه با فرضهاي اشتباهي طراحي شده اند. نكته اينجاست كه در سرعتهاي نزديك به صوت در مقابل جسم، يك موج ضربه پديد آمده و جهشي در چگالي و فشار محيط در جلوي موج رخ مي دهد. بنابراين در علم آئروديناميك حالت ناپيوستگي محيط مد نظر قرار گرفت و فرمولها تصحيح شد و بي نهايت محو گرديد. اكنون اين معادلات، مقادير درست و محدودي را براي مقاومت در مقابل حركت مافوق صوت ارائه مي دهند. فرض پيوستگي محيط به يك بي نهايت اشتباه ختم شد. جالب است بدانيد كه فرض پيوستگي انرژي نيز به بي نهايتي غلط مي رسيد كه فاجعه فرابنفش را موجب مي شد. ظاهرا در جهان پيوستگي وجود ندارد و كوانتوم بر اين اساس بنا شده است.

در حالت معمول يك كميت فيزيكي بي نهايت ، بي معناست. اگر در معادله اي يك كميت فيزيكي محدود مانند X كميت فيزيكي ديگري مانند Y را به بي نهايت برساند، بدين معني است كه رسيدن به حد X امكان پذير نيست. مثلا در معادلات نسبيت خاص ، يك جسم داراي جرم سكون نمي تواند به سرعت نور برسد، زيرا جرم آن به سمت بي نهايت ميل مي كند ( اينكه فوتونها با سرعت نور پيش مي روند به خاطر اين است كه جرم سكون آنها صفر است). اما اگر تجربه نشان داد كه رسيدن به X امكان پذير است، آنگاه بايد معادله مربوطه يا تصحيح شود يا از اساس كنار گذاشته شود. اگر زماني تجربه نشان دهد كه ذرات مي توانند به سرعت نور برسند ، معادلات نسبيت در خطر نابودي يا اصلاح قرار مي گيرند. البته اين نوع اصلاحات مي تواند باب يك تئوري جديد و عميق را بگشايد.

يك نمونه تاريخي از پديد آمدن بي نهايت در فيزيك، مربوط است به فاجعه فرا بنفش كه انتشار نور توسط يك جسم داغ را تفسير مي كند. نظريه كلاسيك پيش بيني مي كرد كه چگالي امواج نوري منتشر شده از يك جسم داغ، در يك دماي محدود و قابل دسترس به سمت بي نهايت ميل مي كند! نتيجه اي كه بدون آزمايش غلط بودن آن محرز است! در فيزيك كلاسيك، انرژي پيوسته بود و هر مقداري مي توانست داشته باشد. يك بار ديگر فرض پيوستگي، فيزيك را با بي نهايت روبرو كرد. ماكس پلانگ، فيزيكدان مشهور آلماني، مشكل را در همين جا يافت و با فرض گسسته و كوانتومي بودن انرژي، مسئله را حل كرد تا پايه گذار يكي از انقلابي ترين نظريه هاي فيزيك شود : فيزيك كوانتومي!

ادامه دارد »»»

نويسنده : احمد مصدر – بیگ بنگ

اطلاعات بیشتر در: Universe, Infinity , youtube

اسرار كهكشانها ، گورويچ و چرنين، ترجمه نوقابي، چاپ اول، انتشارات آستان قدس



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

5 دیدگاه‌ها

  1. 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

  2. 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 خ0ا 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 ت00ل 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

    • چقدر جالب و ساده من رو با مفهوم جدیدی از بینهایت آشنا کردید.
      گاهی ما آدمها هم تمایل داریم وارد چرخه تکرار شویم و بینهایت رو با برگشتن به وضع قبلی و تکرار مکررات، تجربه می کنیم