معرفی کتاب: میان ستاره‌ای به روایت علم

بیگ‌بنگ: فیلم میان‌ستاره‌ای (Interstellar) که در سال ۲۰۱۴ با کارگردانی کریستوفر نولان بر پرده‌ی سینما‌های جهان به نمایش درآمد، یکی از مهم‌ترین فیلم‌های علمی‌تخیلی سال‌های اخیر بود. این فیلم که داستان خود را در بستر علم و بر لبه‌ی مرزهای آگاهی ما از جهان روایت می‌کرد، سعی کرده بود تا حد امکان به مفاهیم علمی پایبند بماند. یکی از دلایل چنین وفاداری، حضور فعال شخصیتی چون کیپ تورن، فیزیک‌دان برجسته‌ی معاصر در فرایند ساخت این فیلم است.

کیپ تورن در این کتاب، به توضیح عمیق‌تر مفاهیم علمی میان‌ستاره‌ای پرداخته است. او به بهانه‌ی این فیلم، امکانات ما در جهان علم را بازگو می‌کند و توضیح می‌دهد آنچه در این فیلم دیده‌ایم، در جهان واقعیت چه جایگاهی دارد. این کتاب که یکی از بهترین کتاب‌های ترویج علم سال ۲۰۱۴ بود، با مقدمه‌‌ای از کریستوفر نولان منتشر شده است و ترجمه‌ی فارسی آن نیز به همراه مقدمه‌‌ای از دکتر رضا منصوری، کیهان‌شناس و استاد دانشگاه صنعتی شریف منتشر شده است.

میان‌ ستاره‌ای به روایت علم (The Science Of Interstellar)
همراه با مقدمه‌ی دکتر رضا منصوری بر ترجمه‌ی فارسی
نوشته‌ی : کیپ تورن (Kip Thorne)
ترجمه: پوریا ناظمی – حسین شهرابی
انتشارات: کارگاه
موضوع: کیهان‌شناسی – سیاه‌چاله
چاپ اول، ۱۳۹۴
تعداد صفحه: ۴۳۵ – مصور (بخش رنگی)، جدول (بخش رنگی)، نمودار (بخش رنگی)
قیمت: ۴۹۰۰۰ تومان

قسمتی از متن کتاب:

اگر از فاصله‌ای دور و برای مثال از سطح سیاره‌ی مان به سیاره‌ی میلر نگاه کنید، بر اساس قوانین اینشتین، این سیاره مدار میلیارد کیلومتری خود را در هر ۱/۷  ساعت یک‌بار دور می‌زند. این عدد تقریباً معادل نصف سرعت نور است. اما به دلیل اتساع زمان، خدمه‌ی سفینه‌ی رنجر تناوب مداری سیاره را ۶۰ هزار بار کمتر از این مقدار اندازه‌ می‌گیرند. یعنی چیزی در حدود یک دهم ثانیه. یعنی ده بار گردش به دور سیاه‌چاله‌ی گارگانچوا در هر ثانیه.

سرعت واقعاً سریعی است. اما آیا از سرعت نور سریع‌تر نیست؟ نه. دلیل آن هم گردابه‌ی فضای ایجاد شده در اثر گردش سریع سیاه‌چاله‌ی گارگانچوا به دور خود است. در مقایسه با گردابه‌ی فضا در محل سیاره و استفاده از زمان اندازه‌گیری‌شده در آن‌جا، سیاره به مراتب آهسته‌تر از سرعت نور در حال حرکت است و همین سرعت است که اهمیت دارد. این صحنه و چارچوبی است که مرز و حد سرعت نور در آن اعمال می‌شود. در برداشت علمی من از فیلم، از آن‌جایی که همیشه یک روی سیاره به سمت گارگانچوا است، این سیاره باید با همان سرعتی که مدار خود را طی می‌کند، به دور خود بچرخد. یعنی ده‌بار در هر ثانیه.

چطور ممکن است که این سیاره بتواند چنین سریع به دور خود بچرخد؟ آیا نیروهای گریز از مرکز آن را از هم نمی‌گسلند؟ خیر. و این بار هم ناجی‌ ما همان گردابه‌ی فضایی است. سیاره هیچ نیروی ویرانگر گریز از مرکزی احساس نخواهد کرد، به شرط آن‌که دقیقاً با همان سرعتی که فضا در اطرافش در حال چرخش است، به دور خود بچرخد و این همان اتفاقی است که درباره‌ی این سیاره تقریباً رخ می‌دهد.

بنابراین نیروهای گریز از مرکز حاصل از دوران سیاره به دور خودش در واقع بسیار کوچک و ضعیف هستند. در عوض اگر نسبت به ستاره‌ای دوردست وضعیتی ناچرخان داشت، در مقایسه با گردابه‌های فضای اطرافش باید ۱۰ بار در ثانیه به دور خود می‌چرخید و چنین چیزی باعث می‌شد تا نیروهای گریز از مرکز سیاره را نابود و متلاشی کنند. این هم از کارهای عجیبی است که نسبیت می‌تواند انجام دهد.

فهرست مطالب:

کیپ ثورن و مدل همکاری او در مؤثرترین رسانه‌ی ترویج علم

مقدمه‌ای بر ترجمه‌ی فارسی

پیشگفتار کریستوفر نولان

دیباچه

• دانشمندی در هالیوود: پیدایش میان‌ستاره‌ای

لیندا اوبست، شریک هالیوودی من

استیون اسپیلبرگ، کارگردان اولیه

جاناتان نولان، نویسنده‌ی فیلمنامه

کریستوفر نولان،  کارگردان و نویسنده‌ی فیلمنامه

پاول فرانکلین، اولیور جیمز، ایگویین فون تانزلمن:  گروه جلوه‌های ویژه‌ی بصری

متیو مک‌ کانهی، ان هَتِوِی، مایکل کین، جسیکا چستین

بخش اول: زیرساخت‌ها

•  خلاصه‌ای در باب علم

مِهبانگ

کهکشان‌ها

منظومه‌ی شمسی

مرگ ستاره‌ها:  کوتوله‌های سفید، ستاره‌های نوترونی، سیاه‌چاله‌ها

میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی و گرانش

•  قوانین حاکم بر جهان ما

نقشه‌برداری از عالم و رمز‌گشایی از قوانین فیزیک

حقیقت، حدس‌های علم‌محور، گمانه‌زنی‌ها

•  زمان و فضای خمیده و نیروهای کِشندی

قوانین اینشتین درباره‌ی خمیدگی زمان

خمیدگی فضا: توده و شامه‌ی ما

گرانش کشندی

•  سیاه‌چاله‌ها

مورچه‌ای روی جَستانه: فضای خمیده‌ی سیاه‌چاله

افق رویداد و زمان خمیده

گردابه‌ی فضایی

نمایش دقیق فضا و زمان خمیده در اطراف سیاه‌چاله

نمای سیاه‌چاله از درون عالم ما

از کجا می‌دانیم این‌ها واقعی است؟

بخش دوم:  گارگانچوا

•  کالبدشناسی کارگانچوا

جرم کارگانچوا

دَوَران کارگانچوا

کالبدشناسی کارگانچوا

پوسته‌ی آتش

•  قلا‌ب‌سنگ گرانشی

فناوری قرن بیست و یک

استفاده از قلاب‌سنگ گرانشی برای سفر به سیاره‌ی میلر

سیاه‌چاله‌های میان‌جرم، در هسته‌ی کهکشانی

ناوبری با کمک تمدن‌های فراپیشرفته:  یک راه گریز

استفاده ناسا از قلاب‌سنگ‌های گرانشی در منظومه‌ی شمسی

•  به تصویرکشیدن کارگانچوا

سایه و حلقه‌های آتش آن

اثر عدسی ایجاد شده با سیاه‌چاله غیر چرخان

اثر عدسی گرانشی ایجادشده با سیاه‌چاله‌ی چرخان سریع: کارگانچوا

خلق جلوه‌ی بصری سیاه‌چاله و کرم‌چاله‌ی میان ستاره‌ای

تصویرسازی قلاب‌سنگ گرانشی

•  قرص‌ها و فوران‌ها

اختروش‌ها

سیاه‌چاله‌ها و قرص‌های برافزایشی

فواره (‌جت)‌ها:  گرفتن نیرو از فضای چرخنده

قرص برافزایشی از کجا آمد؟ نیروهای کشندی که ستاره را می‌دَرند

قرص برافزایشی کارگانچوا و فواره‌ی گمشده‌ی آن

•  تصادف نخستین آجر در بنای تکامل است

بخش سوم: فاجعه‌ در زمین

•  آفت

دنیای کویر

کدام فجایع

آفت

•  تمنای اکسیژن

ساختن و ویران‌کردن اکسیژن قابل تنفس

اضمحلال اکسیژن و مسمومیت دی‌اکسید کربن

•  سفرهای میان‌ستاره‌ای

فاصله تا نزدیک‌ترین ستاره

زمان سفر با فناوری قرن ۲۱

فناوری آینده‌ی دور

همجوشی گرماهسته‌ای

پرتوهای لیزر و بادبان‌های نوری

قلاب‌سنگ گرانشی در اطراف یک سیاه‌چاله‌ی دوگانه

بخش چهارم:  کرم‌چاله

•  کرم‌چاله

اسم کرم‌چاله‌ها از کجا آمده است

کرم‌چاله فلام

فروریزش کرم‌چاله

تماس

کرم‌چاله‌ی گریزپذیر چگونه خواهد بود

آیا کرم‌چاله‌ها ممکن است در طبیعت و در مقام جرمی اخترفیزیکی وجود داشته باشند؟

چرا من تا این حد درباره‌ی کرم‌چاله‌های طبیعی بدبینم؟

سرانجام

•  تصویرسازی کرم‌چاله‌ی میان‌ستاره‌ای

گرانش کرم‌چاله و خمیدگی زمان

تنظیم‌کننده‌های شکل کرم‌چاله

چگونه تنظیم‌کننده‌ها بر ظاهر کرم‌چاله تأثیر می‌گذارند؟

طول کرم‌چاله

قطر عدسی همگرایی گرانشی کرم‌چاله

کرم‌چاله‌ی میان‌ستاره‌ای

سفر از درون کرم‌چاله

•  کشف کرم‌چاله: امواج گرانشی

LIGO و تفکیک درخشش‌های امواج گرانشی

ستاره‌ی نوترونی در مدار یک سیاه‌چاله

کشف کرم‌چاله

سرآغاز این داستان

امواج گرانشی و آشکارسازهای آن‌ها

سوی خمیده‌ی جهان

امواج گرانشی مهبانگ

بخش پنجم:  کاوش در همسایگی گارگانچوا

•  سیار‌ی میلر

مدار سیاره

اتساع زمان و گرانش کشندی

گردابه‌‌ی فضا

امواج غول‌آسا بر سطح سیاره‌ی میلر

تاریخ گذشته‌ی سیاره‌ی میلر

ظاهر گارگانچوا از سطح سیاره‌ی میلر

•  ارتعاشات گارگانچوا

ارتعاش‌های سیاه‌چاله

ارتعاش‌ها تشدید گارگانچوا

•  سیاره‌ی مان

مدار سیاره و غیبت خورشید

سفر به سیاره‌ی مان

رسیدن به سیاره‌ی مان: ابرهای یخی

دانه‌های زمین‌شناختی دکتر مان

•  اندورانس

گرانش کشندی و طراحی اندورانس

انفجار در مدار بر فراز سیاره‌ی مان

بخش ششم: سرحدات فیزیک

•  ابعاد چهارم و پنجم

بعد چهارم: زمان

آیا توده وجود دارد؟

بعد پنجم

•  موجودات توده

شامه‌ی دوبعدی و توده‌ی سه‌بعدی

موجود تود‌ه‌ای از بعد پنجم که از میان عالم (شامه‌)‌ سه‌بعدی ما می‌گذرد

ماهیت موجودات توده‌ای و گرانش آن‌ها

موجودات توده‌ای میان‌ستار‌ه‌ای

•  گرانش محصور‌کننده

مشکلات با گرانش در ۵ بعد

آیا جهت بیرون‌-‌عقب تاب خورده‌ است؟

بیرون‌-‌عقب:  خمیدگی پاد‌ -‌ دسیتر

ساندویچ:  AdS  فضای کافی درون توده

خطر:  ساندویچ ناپایدار است

سفر از میان لایه‌ی AdS

•  ناهنجاری‌های گرانشی

نا‌هنجاری‌های تقدیمی در مدار عطارد

ناهنجاری‌های مدارهای کهکشان‌ها به دور یکدیگر

ناهنجاری‌ در شتاب انبساط عالم

ناهنجاری‌های گرانشی میان‌ستاره‌ای

•  معادله‌ی پروفسور

دفترچه‌های یادداشت و تخته‌سیاه مورف و پروفسور

منبع ناهنجاری‌- ‌بعدپنجم

میدان‌های توده‌ای که قدرت گرانش را کنترل می‌کنند

باز نگاه ‌داشتن کرم‌چاله

محافظت عالم ما از نابودی

سرانجام، معادله‌ی پروفسور

•  تکینگی‌ها و گرانش کوانتومی

برتری قوانین کوانتومی

تکینگی‌ها:  قلمرو گرانش کوانتومی

تکینگی‌ عریان‌

تکینگی ب‌.‌خ.‌ل (BKH) درون یک سیاه‌چاله

تکینگی‌های درون‌ریز و برون‌ریز سیاه‌چاله

بخش هفتم:  اوج

•  طوقه‌ی آتشفشان

گرانش کشندی:  دور کردن اندورانس از سیاره‌ی مان

مدار بحرانی و قیاس آتش‌فشان

معمای آتش‌فشان: انرژی گرانشی و پیرامونی

مدار بحرانی:  توازن نیروهای گرانشی و مرکز‌گریز

فاجعه در طوقه: بیرون پریدن تارس و کوپر

پرتاب اندورانس به سوی سیاره‌ی ادموند

•  درون گارگانچوا

اندکی سرگذشت شخصی

از میان افق رویداد

احاطه‌شده میان تکینگی‌ها

کوپر در میان گارگانچوا چه می‌بیند؟

نجات به دست تسراک

•  تسراک

از نقطه تا خط تا مربع تا مکعب تا تسراک

کوپر در تسراک حرکت می‌کند

پهلو‌گیری: نگاه به درون اتاق خواب مورف

تسراک پیچیده‌شده‌ی نولان

•  پیغام‌دادن به گذشته

اعلام مجموعه‌ی قوانین به مخاطبان

مجموعه قوانین کریستوفر نولان برای سفر در زمان

پیغام‌رسانی به مورف

سفر در زمان بدون توده:  چه‌ها خیال می‌کنم می‌دانم

سفر در زمان با توده

پیغام‌رسانی به مورف:   برداشت فیزیک‌دانانه‌ی من

لمس برند از بعد پنجم

•  بلندکردن مهاجرنشین‌ها از روی زمین

کمی تصورات دیگر در لحظه‌ی وداع

یادداشت‌های تخصصی

منابعی برای مطالعه‌ی بیشتر

سایت علمی بیگ بنگ: bigbangpage.com

لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=41201