[ad_1]
مدت هاست که فیزیکدانان اظهار داشتند که جهان از هر جهت تقریباً یکسان است و اکنون راهی جدید برای آزمایش این فرضیه یافته اند: با مطالعه سایه سیاهچاله.
اگر این سایه کمی کوچکتر از نظریه های موجود در مورد فیزیک باشد ، ممکن است به اثبات ایده ای دور به نام بامبلبی کمک کند جاذبه زمین، که توصیف می کند چه اتفاقی می افتد اگر در نگاه اول تقارن کامل جهان هنوز آنقدر کامل نباشد.
اگر دانشمندان بتوانند سیاهچاله ای با چنین سایه ای کم سایه پیدا کنند ، این دروازه درک جدیدی از گرانش را باز می کند – و شاید توضیح دهد که چرا جهان سریعتر در حال انبساط است.
اما برای درک اینکه چگونه این ایده زنبورها می تواند پرواز کند ، بیایید در برخی از فیزیک های اساسی شرکت کنیم.
متصل: 18 بزرگترین رمز و راز لاینحل فیزیک
نگاه کردن به آینه
فیزیکدانان عاشق هستند تقارن؛ به هر حال ، این به ما کمک می کند تا عمیق ترین رازهای جهان را بفهمیم. به عنوان مثال ، فیزیكدانان آموخته اند كه اگر یك آزمایش بنیادی فیزیك انجام دهید ، می توانید تجهیزات آزمایش خود را به جای دیگری منتقل كنید و مجدداً همان نتیجه را بدست آورید (یعنی اگر همه عوامل دیگر مانند دما و گرانش ثابت بمانند).
به عبارت دیگر ، مهم نیست که در کجای فضا آزمایش خود را انجام دهید ، همان نتیجه را خواهید گرفت. با منطق ریاضی این امر مستقیماً به منجر می شود قانون حفظ حرکت.
مثال دیگر: اگر آزمایش خود را اجرا کنید و قبل از اجرای مجدد آن مدتی صبر کنید ، همان نتیجه را خواهید گرفت (بازهم ، مساوی بودن سایر موارد). این تقارن زمانی مستقیماً به قانون صرفه جویی در انرژی منجر می شود – این انرژی هرگز قابل ایجاد یا تخریب نیست.
تقارن مهم دیگری نیز وجود دارد که اساس فیزیک مدرن را تشکیل می دهد. به افتخار هندریک لورنز ، فیزیکدانی که همه اینها را در اوایل دهه 1900 درک کرد ، این تقارن لورنتس نامیده می شود. به نظر می رسد که شما می توانید آزمایش خود را انجام دهید و آن را بچرخانید (و سایر موارد مساوی) همان نتیجه را خواهید گرفت. شما همچنین می توانید آزمایش خود را به یک سرعت ثابت افزایش دهید و هنوز برای رسیدن به همان نتیجه.
به عبارت دیگر ، همه چیزهای دیگر مساوی هستند – و بله ، من این را اغلب تکرار می کنم زیرا مهم است – اگر آزمایشی را در حالت استراحت کامل انجام دهید و همان آزمایش را با نیمی از سرعت نور انجام دهید ، همان نتیجه را خواهید گرفت.
این تقارنی است که لورنز نشان داد: قوانین فیزیک بدون در نظر گرفتن موقعیت ، زمان ، جهت گیری و سرعت یکسان هستند.
ما از این تقارن بنیادی چه نتیجه ای می گیریم؟ خوب ، برای شروع ، ما کل نظریه خاص انیشتین را دریافت می کنیم نسبیت، که یک سرعت ثابت نور را تعیین می کند و نحوه ارتباط فضا و زمان با اجسامی را که با سرعت های مختلف حرکت می کنند ، توضیح می دهد.
جاذبه زنبورها
نسبیت خاص برای فیزیک آنقدر مهم است که تقریباً یک فرضیه از فیزیک است: اگر می خواهید ایده خود را در مورد نحوه کار جهان بیاورید ، باید با دستورات نسبیت خاص سازگار باشد.
یا نه.
فیزیکدانان دائماً در تلاشند نظریه های جدید و پیشرفته فیزیک ارائه دهند ، زیرا نظریه های قدیمی مانند نظریه عمومی نسبیت ، که نحوه تغییر شکل فضا-زمان و مدل استاندارد فیزیک ذرات را توصیف می کند ، نمی تواند همه چیز در جهان را توضیح دهد. در قلب یک سیاهچاله اتفاق می افتد. و یک مکان بسیار آبدار برای جستجوی فیزیک جدید این است که ببینید آیا هر مفهوم گرامی در شرایط شدید ممکن است دقیق نباشد – مفهوم های ارزشمندی مانند تقارن لورنتس.
متصل: 8 روش برای دیدن نظریه نسبیت انیشتین در زندگی واقعی
برخی از مدل های گرانش ادعا می کنند که جهان دقیقاً متقارن نیست. این مدل ها پیش بینی می کنند که مواد اضافی دیگری در جهان وجود دارد که آن را مجبور می کند که مرتباً از تقارن لورنتس پیروی نکند. به عبارت دیگر ، جهت خاص یا ممتازی در فضا وجود خواهد داشت.
این مدل های جدید فرضیه ای به نام “جاذبه زنبور” را توصیف می کنند. این نام خود را از این ایده فرضی گرفته است که دانشمندان روزگاری ادعا کردند زنبورها نباید قادر به پرواز باشند زیرا ما نمی فهمیدیم که بال های آنها چگونه بلند می شود. (اتفاقاً ، دانشمندان هرگز واقعاً چنین اعتقادی نداشتند.) ما کاملاً نمی فهمیم که این مدل های جاذبه چگونه کار می کنند و چگونه ممکن است با جهانی که می بینیم سازگار باشند و با این وجود ، در اینجا آنها به صورت ما به صورت گزینه های مناسب برای فیزیک جدید.
یکی از قدرتمندترین کاربردهای مدل های گرانشی زنبورها ، توضیح بالقوه آن است انرژی تاریک – پدیده مسئول انبساط شتاب یافته جهان است. به نظر می رسد که میزان شکسته شدن تقارن لورنتس در جهان ما ممکن است به اثری مربوط به انبساط تسریع شده مرتبط باشد. و از آنجا که ما نمی دانیم انرژی تاریک چه چیزی ایجاد می کند ، این فرصت واقعا جذاب به نظر می رسد.
سایه سیاه
بنابراین ، شما بر اساس برخی از ایده ها که آیکون هایی مانند شکستن تقارن را می شکنند ، نظریه جدید وزنی در مورد شما وجود دارد. برای آزمایش این ایده به کجا می روید؟ شما به مکانی می روید که جاذبه تا حد مطلق کشیده شده باشد: یک سیاهچاله. در مطالعه جدید ، که هنوز در ماه نوامبر سال 2020 در پایگاه داده پیش چاپ بررسی و منتشر نشده است arXiv، محققان این کار را انجام دادند ، و به سایه سیاهچاله ای در یک جهان فرضی نگاه کردند که به عنوان واقعی ترین حالت ممکن ساخته شده است.
(آن را فراموش نکن اولین تصویر در نوع خود از سیاهچاله است M87 ، فقط یک سال پیش توسط تلسکوپ Event Horizon تولید شده است؟ این خلا v تاریک و زیبا در مرکز حلقه روشن در واقع “سایه” سیاهچاله بود ، ناحیه ای که تمام نور پشت و اطراف آن را مکید.)
تیم برای ایجاد هرچه بیشتر واقع گرایانه این مدل ، یک سیاهچاله را در پس زمینه جهان قرار دادند که با گسترش آن شتاب می گرفت (دقیقاً مانند آنچه مشاهده می کنیم) و سطح شکست تقارن را متناسب با رفتار انرژی تاریکی تنظیم کردند. دانشمندان اندازه گیری می کنند.
آنها دریافتند که در این حالت ، سایه سیاهچاله می تواند تا 10٪ کوچکتر از جهانی با “جاذبه طبیعی” به نظر برسد ، و این روش روشنی برای آزمایش جاذبه زنبورهای عسل است. در حالی که تصویر کنونی سیاهچاله M87 بسیار تار است و نمی تواند تفاوت را تشخیص دهد ، تلاش می شود عکس های بهتری از سیاهچاله ها گرفته شود و عمیق ترین رمز و رازهای جهان در این روند کاوش شود.
در اصل در Live Science منتشر شده است.
[ad_2]
منبع: khabar-mojo.ir