انجمن فيزيكدانان جوان ايران
شبكه فيزيك هوپا
اخبار مقالات و نرم افزار هاي علمي
www.hupaa.com
 
صفحه اصلي | انجمن فيزيكدانان جوان ايران | مقالات فيزيك | اخبار فيزيك | درباره ما | تماس با ما | عضويت در انجمن

 

به نام آفریدگار مهربان که آدمی را اندیشمند آفرید

 

متن سخرانی در سمینار فیزیک دانشگاه پیام نور 23بهمن هشتاد و سه

 

قبل از بیان هر کلامی لازم می دانم از ریاست محترم دانشگاه، معاونت محترم پژوهشی و برگزار کنندگان محترم این سمینار ارزشمند و سایر بزرگوارانی که برای تشکیل آن همکاری داشته اند تشکر کنم. و ضمن خوش آمد گویی به حضار محترم،  مطمئن هستم که در ميان شما صاحب نظرانى تشريف دارند، که در هريک از زمينه هاى مورد گفتگو در اينهمایش ، اطلاعاتى جامع تر و عميق تر از من دارند. اميدوارم که در بحث آزاد بتوانيم بيشتر از نظرات يکديگر آگاه شويم . ديگر اينکه متن این سخنرانی همراه با منابع مورد استفاده را در اختيار مسئولین سایت اینترنتی دانشگاه قرار داده ام تا با انتشار آن، امکان دست رسی برای علاقثمندان فراهم باشد

نکته ی دیگر آن که بر خود لازم می دانم از زحمات و تاثیر بزرگانی چون استادان محمود حسابی، محسن هشترودی و غلامحسین مصاحب که علوم جدید را به ایران آوردند و در جهت ارتقای علمی ایران تلاش داشتند سپاس گزاری کنم. اما در هر صورت خود را رهین مستقیم آموزگاران، دبیران و استادانی می دانم که از ایشان درس بودن گرفته ام. در واقع نظریه سی. پی. اچ. کار مستقیم من و غیر مستقیم این بزرگان است. بنابراین بر ایشان درود می فرستم و هرگز فراموششان نخواهم کرد

 

مقدمه

موضوع اصلی این سخنرانی مطرح کردن و به بحث گذاشتن نظریه سی. پی. اچ. است که برای اولین بار در تاریخ علم از هم ارزی یا قابل تبدیل بودن نیرو و انرژی به یکدیگر سخن می گوید. اما لازم است قبل پرداختن به نظریه سی. پی. اچ. مواردی را به اطلاع برسانم تا بتوانم دلیل مطرح کردن این نظریه و برتری آن را نسبت به سایر نظریه های موجود از جمله نظریه ریسمانها بیان کنم

بنابراین به ترتیب نگاهی کوتاه به مباحث زیر خواهیم داشت

فلسفه علم

 نقش متقابل رياضيات و فيزيک

قانون علمي

قوانين فيزيك كلاسيك و مشكلات آن

نسبيت

 گرانش و هندسه فضا

مكانيك كوانتوم

کوارکها

مدل استاندارد ذرات بنيادي

 مشكلات نسبيت و مكانيك كوانتوم

راه حل ها

نظريه ريسمانها

نظريه سي. پي. اچ

بيگ بنگ و نظريه سي. پي. اچ

زمان از نقطه نظر سی. پی. اچ

برتری نظریه سی. پی. اچ. نسبت به نظریه ریسمانها

 

حضار محترم به خوبی می دانند پرداختن به هر یک از مباحث بالا خود نیازمند جلسات متعددی است. لذا در اینجا تنها به نگاهی گذرا اکتفا خواهد شد تا به نظریه سی. پی. اچ. بپردازیم

 

 فلسفه ی علم

 

فلسفه توضیحی است برای بی نظمی طبیعی مجموعه ای از تجاربدانسته ها  یا  . بنابراین برای هر مجموعه ای از تجارب و دانسته هافلسفه ای وجود دارد. برای فلسفهعلم ی   تعاریف متعددی وجود دارد که یکی از این تعاریف می گوید فلسفه علم با سه دسته از مسائل سروکار دارد : نتایج کاوشهای تازه علمی برای مسائل فلسفه، تحلیل مسائل مورد استفاده در علوم و بالاخره مسائل مربوط به هدف علم و روشهای استفاده از آن

 هرچند ممکن است بدون توجه به فلسفه ی یک دانش، آن را آموخت و به کار برد، اما درک عمیق آن دانش بدون توجه به فلسفه اش امکان پذیر نیست. در واقع بر عهده ی فلسفه ی علم است که حوزه ی فعالیتهای یک دانش از جمله فیزیک، اهداف و اعتبار گزاره های آن را تعیین کند و روش به دست آوردن نتایج را توضیح دهد. این فلسفه ی علم است که نشان می دهد هدف علم، پاسخ به هر سئوالى نيست. علم تنها مى تواند آنچه را كه متعلق به حوزه واقعيت هاى فيزيكى (آزمون هاى تجربى قابل سنجش) است، پاسخگو باشد. علم نمى تواند در مورد احكام ارزشى كه متعلق به حوزه اخلاق و پيامدهاى يك عمل است، نظرى ابراز دارد

در فیزیک هیچ فلسفه ای غایت اندیشه های فلسفی نیست و هرگاه فلسفه ی خاصی به چنین اعتباری برسد، با اندیشمندان و مردم آن خواهد شد که در قرون وسطی شد. سیاه ترین دوران زندگی انسان زمانی بود که فلسفه و فیزیک ارسطویی از حمایت دینی برخوردار و غایت فلسفه ی علوم طبیعی قلمداد شد. در قرون وسطی گزاره های علمی، زمانی معتبر بودند که با گزاره های پذیرفته شده ی قبلی سازگار بودند. پس آزمون گزاره های جدید عملی بیهوده شمرده می شد و تنها سازگاری آنها با گزاره های قبلی کفایت می کرد. علاوه بر آن بانیان گزاره های ناسازگار با مجازات رو به رو می شدند. آتش زدن برونو و محاکمه ی گالیله به همین دلیل بود. بنابراین نتیجه ی آزمایشهای گالیله بیش و پیش از آنکه یک تلاش علمی باشد، یک حرکت انقلابی برای سرنگونی یک نظام فکری و حکومتی بر اندیشه ی انسان بود

 لازم است یاد آور شوم که اندیشه ی روش استقرایی بعد از ترجمه ی آثار دانشمندان اسلامی بویژه ایرانیان به لاتین مورد توجه قرار گرفت. آزمایشهای گالیله با تدریس کارهای خواجه نصیرالدین طوسی و خیام توسط استادانی چون جان والیس در دانشگاه های اروپا همزمان بود. و همه اینها بعد از ترجمه ی آثار الهازن  (ابن هیثم) به لاتین بود.  الهازن اولین کسی است که به بررسی خواص نور پرداخت

فرانسيس بيكن فيلسوف انگليسى براى اولين بار در كتاب خود با نام "ارگانون جديد"، كه نام آن برگرفته از كتاب ارسطو با نام ارغنون است، روش هاى تحقيق را مورد بررسى قرار داد و جان استوارت ميل نيز به دنبال او در كتاب منطق خود بحث درباره شيوه هاى تجربى را بسط داد. البته برخى بر اين باورند كه سخن از استقرا و منطق عملى را اولين بار روگر بيكن، (در قرن سيزدهم ميلادى) به كار برد. اما این گالیله بود که عملاً با آزمایشهای خود روش استقرایی را بکار برد. گالیله تا جایی پیش رفت که خواست سرعت نور را اندازه گیری کند. و این واقعاً یک انقلاب فکری بود که برتری روش استقرایی را نسبت به روش قیاسی نشان داد

 انديشه اصلى استقراگرايى بر اين مبناست كه علم از مشاهده آغاز مى شود و مشاهدات به تعميم ها و پيش بينى ها مى رسد. حال اگر يك مورد پيدا شود كه با گزاره ی مورد قبول سازگار نباشد، گزاره ی فوق باطل مى شود. تفسير استقراگرايان از اين ابطال اين است كه استنتاجات علمى، هيچ گاه به يقين منتهى نمى شوند اما آنها بر اين باورند كه اينگونه استنتاجات مى توانند درجه بالايى از احتمال را به بار آورند.

رايشنباخ می گوید

اصل استقرا داور ارزش نظريه ها در علوم است و حذف آن از علم به مثابه ي خلع علوم از مسند قضاوت در باره ي صدق و كذب نظريه هاي علمي است. بدون اين اصل علم به كدام دليل ميان نظريه هاي علمي و    شاعرانه توصیفهای   فرق خواهد گذاشت؟ ولي دقيق تر اين است كه اصل مجوز استقرا، معيار سنجش احتمالات خوانده شود.

برای قرنها روش استقرایی بهترین روش علمی شناخته می شد و دانشمندانی مانند اینشتین مجذوب آن بودند. اما قرن بيستم بيشتر نقد استقراگرايى بوده است تا پذيرش و بسط آن. ناقد اصلى استقراگرايى كارل پوپر بود

چند مورد درنگرش جدید به استقرا تاثیر داشت که یکی از آنها ظهور نظریه های کوانتوم و نسبیت در فیزیک یود. ظهور جریانهای مهم منطقی با عنوان پوزیتیویستهای منطقی یا حلقه وین از دیگر دلایل آن بود. پوزیتویستهای منطقی چند هدف مهم را دنبال می کردند. آنان در تلاش بودند که  یک زبان مناسب برای فلسفه علم تهیه کنند و باورشان این بود که بسیاری از سوء تفاهمها از باب این است که یک زبان مناسبی برای فلسفه علم وجود ندارد و به این نتیجه رسیدند که اگر یک زبان منطقی ایجاد کنند باعث می شود که فلسفه علم رشد بیشتری پیدا کند. آنها امیدوار بودند که با ابزار منطق، تصویر جامعی از عالم ترسیم کنند. باور آنها این بود که تنها چیزی که ما در اختیار داریم حس و داده های حسی است و تمام عالم را می توانیم بر اساس حس و داده های حسی  به شکل منطقی بازسازی کنیم.

مشهورترین پوزیتیویست منطقی حلقه ی وین رودولف کارناپ بود که تلاش می کردند  برای تمیز میان علم تجربی و شبه علم ملاکی پیشنهاد کنند . آنها معتقد بودند که فلسفه یک فعالیت است نه یک معرفت. اما معتقد بودند که ما باید یک فلسفه علمی تهیه کنیم که عقلانی، متکی به دانشمندان و مدرن باشد

کارل پوپر که خود نیز از اعضای حلقه ی وین بود به مخالفت با اندیشه های پوزیتیویستی برخاست

 

پوپر می گوید

 راه درس گرفتن از تجربه، انجام مشاهدات مكرر نيست. سهم تكرار مشاهدات در قياس باسهم انديشه هيچ است. بيشتر آنچه كه مي آموزيم با كمك مغز است. چشم و گوش نيز اهميت دارند، ولي اهميتشان بيشتر در انديشه هاي غلطي است كه مغز يا عقل پيش مي نهند.

بر همين اساس، با استقراءگرايان مخالفت ورزيده و استقراء را اسطوره‌اي بي بنياد معرفي كرده است. پوپر با بيان اين مطلب كه نظريات همواره مقدم بر مشاهدات هستند طرح نويني را در عرصة روش شناسي علوم تجربي بنيان نهاد. طبق نظر وي روش صحيح علمي عبارت است از آنكه يك نظريه به نحو مستمر در معرض ابطال قرار داده شود. بنابراين يك نظريه براي آنكه قابل قبول باشد بايد بتواند از بوتة آزمونهايي كه براي ابطال آن طراحي شده‌اند، سر بلند بيرون بيايد. پوپر مصرانه ندا سر می دهد که بگذاريد نظریه ها بجای انسانها بميرند

پوپر با ارائه ی نظریه ی ابطال پذیری تلاش کرد مرز بین نظریه های علمی و غیر علمی را مشخص کند. وی چنین بیان می کند

علمي بودن هر دستگاه، در گرو اثبات پذيري به تمام معناي آن نيست، بلكه منوط به اين است كه ساختمان منطقيش چنان باشد كه رد آن به كمك آزمونهاي تجربي ميسر باشد. 

به عبارت دیگر از دیدگاه پوپر

نظریه های علمی اثبات پذیر نستند، بلکه ابطال پذیرند

پوپر با اين ديدگاه به مخالفت با تلقي‌هاي رايج از علم پرداخت و بيان كرد كه علم و نظريه‌هاي علمي هيچگاه از سطح حدس فراتر نمي‌روند و آنچه كه منتهي به پيشرفت علم مي‌شود سلسله‌اي از حدسها و ابطالها مي‌باشد. پوپر تاکید می کند براي رسيدن به اندشه هاي نو، هيچ دستور منطقي نمي توان تجويز كرد.

منتقدان وي اگر چه در برخي از جنبه‌ها با او هم عقيده هستند اما در اينكه وي تنها به ابطال توجه كرده، با او مخالفند. از ميان مخالفان پوپر، نظریه كوهن در باب مفهوم پارادايم از اهميت بیشتری برخوردار است.

برخلاف آنچه که پوزیتویستهای منطقی توجه داشتند کوهن به یک چرخش تاریخی  تکیه می کند و معتقد می شود که علم یک سیستم پویاست و به جای معرفت شناسی علم به جامعه شناسی علم توجه می کند. وی نشان داد كه علم تكامل تدريجى به سمت حقيقت ندارد بلكه دستخوش انقلاب هاى دوره اى است كه او آن را تغيير پارادايم مى نامد. پارادايم يكى از مفاهيم كليدى كوهن است او معتقد است پارادايم يك علم تا مدت هاى مديد تغيير نمى كند و دانشمندان در چارچوب مفهومى آن سرگرم كار خويش هستند. اما دير يا زود بحرانى پيش مى آيد كه پارادايم را درهم مى شكند و انقلاب علمى به وجود مى آيد كه پس از مدتى، پارادايم جديدى به وجود مى آيد و دوره اى جديد از علم آغاز مى شود. مثال هاى كلاسيك تغيير پارادايم عبارتند از: 1- كار گاليله كه باعث برانداختن فيزيك ارسطويى و ايجاد نسبيت گاليله اى شد 2- كار كپلر كه باعث كشف بيضوى بودن مدار سيارات شد 3- ابداع فيزيك جديد توسط نيوتن 4- نسبيت عام و خاص اينشتين 5- مكانيك جديد كوانتوم كه باعث كنار گذاشتن مكانيك كلاسيك شد.
کوهن در تحلبل خود از مثال جايگزينى تئورى نسبيت اینشتین بجاى تئورى مکانيک نيوتون که در پى بحران ناشى از آزمابشات مربوط به نور مايکلسون- مورلى بوجود آمده سود جسته است.

نظر کوهن مبنى بر اين كه، تكامل علوم، انقلابى و با تغييرات مفهومى ناگهانى است، مورد قبول همگان نيست. همچنین نحوه کشف پنیسیلین توسط فلمینگ نشان داد که نطریه پوپر هم فاقد اعتبار عام است. با این وجود دو نظر کوهن و پوپر نسبت به سایر نظرات فلسفه ی علمی رواج بیشتری دارند.

در مجموع مهمترين موضوع مورد توجه فلسفه ى علم، در چند دهه ى گذشته، چگونگى شکل گيرى نظریه های علمى بوده است. شاید این توجه ناشی از گسترش سریع پژوهشهای علمی و مطرح شدن نظریه های مختلف و حتی متضاد در یک رشته ی خاص علمی باشد.

فيزیک مهمنرين عرصه تحولات علمى فرن بيستم را تشکيل مى داد. طرح فرضيه نسبيت در ابنداى اين قرن توسط آلبرت اینشتین معناى جديدى به علم فيزيک داد.  ديگر زمان و مکان بعنوان دو موجود بيگانه از هم به حيات خود پايان دادند و ديوار چينى  ایکه ماده و انرژى را از هم جدا مى کرد، فرو ريخت. فيزيک از اين طريق نگرش نوينى از دنياى بى نهايت بزرگ هاى نجوم و دنياى بى نهايت کوچک هاى اتم تدارک ديد.

مكانيك كوانتومى جديد مى گويد كه وضعيت هر دستگاهى از ذرات، كاملاً با تابع موج اش مشخص مى شود اما اين تابع موج، به جاى آنكه، همانند مكانيك كلاسيك محل و سرعت دقيق هر ذره را مشخص سازد، تنها احتمال وقوع ذره در محل هاى خاص، با سرعت هاى خاص را تعيين مى كند، به شرط آنكه اندازه گيرى هاى مناسب انجام گيرد.
فيزيک بعنوان مثبت ترين رشته از علوم طبيعى نشان داد که حتى عمومي ترين قوانين آن هم، تنها در محدوديت معينى صدق مى کنند.

پيشرفت هاى بعدى فيزيک موجود جدیدی ى به نام اطلاعات را هم به ليست ماده و انرژى افزود. حتى شواهدى وجود دارد که نشان می دهد انتقال اطلاعات در ذرات اتمى سريعتر از نور است. این پدیده لزوم مدلى بهنر از نسبيت را آشکار ساخته است، چرا که نسبيت اساسأ اهميتى براى اطلاعات در مجموعه ى تشکيل دهنده ى جهان قائل نيست.

نسبیت درک جدیدی از هندسه مطرح مى کند که مبانى جهان بينى بظاهر تغيير ناپذير ما را دگرگون مى سازد. یعنی در حقيقت اين پيش فرض ها،  خود در مجموعه اى از اعتقادات و استدلات فلسفى و علمى پيچيده مى باشند،  که در شرايط بحرانى پوسته شان کنار رفته،  و تحجر خود را نشان داده، و نياز به تکامل عاليتر را ضرورى مي سازند.
 بعنى درک ما از خصلت جهان،  ساختمان جهان،  مبدا و پايان جهان بصورت پيش فرضى ( گاه ناآگاهانه) در فعاليت هاى علمى ما جاى دارد.  بر خلاف تصور تجربه گرابان،  مطالعه اين مبانى بى مصرف نبوده، بلکه ممکن است که اسباب دگرگونى هاى بنيادى علوم را فراهم آورد.

 تازه بيش از نسبيت مى بايست پيشرفت هاى بعدى در علم فيزيک يعنى نظریه های کوانتوم در فيزيک هسته اى را بررسى نمود. اين پيشرفت ها برخى از پايه اى ترين تصورات عقل سليم ما از جهان،  نظير عليت را، زير سنوال کشيده اند. عليت که علت بر معلول تقدم دارد،  و نه بر عکس.

در تجربه هاى عادى روزانه معمولأ عليت در رابطه با پديده هاى مادى درک مى شود. در حالیکه در مکانیک کوانتوم رابطه ی علت و معلول را باید از طریق انتقال اطلاعات مورد بررسی قرار داد. بنابرابن اگر پدبده هاى جهان ترکيبى از ماده، انرژى و اطلاعات تلقى شوند،  در آنصورت عليت از زوايه يک خاصيت پدبده مورد نظر ممکن است با عليت از زاويه خاصيت ديگر آن در نقطه مقابل هم قرار گيرد. در نتيجه ممکن است که کل مفهوم متافيزبکى تقدم و تأخر را مجبور شويم در چارچوب ديگرى مطرح کنيم. 

 

فيزيک کوانتوم به ما آموخت که محدوديت مفاهيم علت و معلول درهر عرصه را نيز درک کنيم و با حدود اين "عمومى ترين" قانون طبيعت نيز آشنا شويم. 

 نقش متقابل ریاضیات و فیزیک

برخى از متفكرين، رياضيدان ها را دانشمند مى دانند، چون برهان هاى رياضى را معادل با آزمايش هاى تجربى مى گيرند، اما برخى ديگر رياضى را علم نمى شناسند. آنها استدلال مى كنند كه نظريه ها و فرضيه هاى رياضى قابل آزمون تجربى نيست. چه رياضى را علم بدانيم يا ندانيم، نكته مهم اين است كه رياضى براى علم ضرورى است. مشاهدات جمع آورى شده در علوم تجربى و سنجش آنها نيازمند استفاده از رياضيات است. حساب احتمالات و آمار و حساب ديفرانسيل و انتگرال، شاخه هايى از رياضيات هستند كه در علوم تجربى از آنها استفاده مى شود. رياضيات در واقع ابزارى مفيد براى توصيف و شناخت جهان است
هیچ دانشی به اندازه ی فیزیک از ریاضیات بهره نبرده و در عین حال هیچ دانشی مانند فیزیک در توسعه ی ریاضیات نقش نداشته است. قوی ترین و کاربردی ترین شاخه های ریاضی نظیر حساب دیفرانسیل و آنالیز برداری توسط فیزیکدانان ابداع شده یا توسعه یافته است. اما تحول هیچ بخشی از ریاضیات مانند هندسه متاثر از کشفیات فیزیکی نبوده است.  هرچند برخی از ریاضی دانان، ریاضیات را یک دانش مجرد و انتزاعی می دانند که مستقل از پدیده های فیزیکی قابل بحث است، اما ذهنیت بانیان آن متاثر از عینیت فیزیکی بوده است. قرنها قبل از آنکه فیثاغورث قضیه ی معروف خود را ارائه کند،
اهالی بین النحرین آن را بکار می بردند. قرنها پیش از اقلیدس برای ساختن اهرام مصر از اصول هندسه ی  اقلیدسی استفاده شده است. صورت بندى «اقليدس» از هندسه تا قرن نوزدهم پررونق ترين كالاى فكرى بود و پنداشته مى شد كه نظام اقليدس يگانه نظام هندسی در طبیعت است

در قرن نوزدهم دو رياضيدان بزرگ به نام «لباچفسكى» و «ريمان» دو نظام هندسى را صورت بندى كردند كه هندسه را از سيطره اقليدس خارج مى كرد. هندسه اقليدسى مدلى براى ساختار نظريه هاى علمى بود و نيوتن و ديگر دانشمندان از آن پيروى مى كردند. هندسه اقليدسى بر پنج اصل موضوعه استوار است و قضاياى هندسه با توجه به اين پنج اصل اثبات مى شوند. اصل موضوعه پنجم اقليدس مى گويد: «به ازاى هر خط و نقطه اى خارج آن خط، يك خط و تنها يك خط به موازات آن خط مفروض مى تواند از آن نقطه عبور كند.» هندسه «لباچفسكى» و هندسه «ريمانى» اين اصل موضوعه پنجم را مورد ترديد قرار دادند. در هندسه «ريمانى» ممكن است خط صافى كه موازى خط مفروض باشد از نقطه مورد نظر عبور نكند و در هندسه «لباچفسكى» ممكن است بيش از يك خط از آن نقطه عبور كند. با اندكى تسامح مى توان گفت اين دو هندسه منحنى وار هستند. بدين معنا كه كوتاه ترين فاصله بين دو نقطه يك منحنى است.
هندسه اقليدسى فضايى را مفروض مى گيرد كه هيچ گونه خميدگى و انحنا ندارد. اما نظام هندسى لباچفسكى و ريمانى اين خميدگى را مفروض مى گيرند. (مانند سطح يك كره) همچنين در هندسه هاى نااقليدسى جمع زواياى مثلث برابر با ۱۸۰ درجه نيست. (در هندسه اقليدسى جمع زواياى مثلث برابر با ۱۸۰ درجه است.) ظهور اين هندسه هاى عجيب و غريب براى رياضيدانان جالب توجه بود
. اما اهميت آنها وقتى روشن شد كه نسبيت عام اينشتين توسط بيشتر فيزيكدانان به عنوان جايگزينى براى نظريه نيوتن از مكان، زمان و گرانش پذيرفته شد. چون صورت بندى نسبيت عام اينشتين مبتنى بر هندسه «ريمانى» است. در اين نظريه هندسه زمان و مكان به جاى آن كه صاف باشد منحنى است. اينشتين براى تبيين حركت نور از هندسه نااقليدسى استفاده كرد. بدين منظور هندسه «ريمانى» را برگزيد
 اينشتين معتقد بود
واقعیات هندسه ريمانى را اقتضا كرده اند. نور بر اثر ميدان هاى گرانشى خميده شده و به صورت منحنى در مى آيد يعنى سير نور مستقيم نيست بلكه به صورت منحنى ها و دايره هاى عظيمى است كه سطح كرات آنها را پديد آورده اند. نور به سبب ميدان هاى گرانشى كه بر اثر اجرام آسمانى پديد مى آيد خط سيرى منحنى دارد. براساس نسبيت عام نور در راستاى كوتاه ترين خطوط بين نقاط حركت مى كند اما گاهى اين خطوط منحنى هستند چون حضور ماده موجب انحنا در مكان - زمان مى شود
در نظريه نسبيت عام گرانش يك نيرو نيست بلكه نامى است كه ما به اثر انحناى زمان _ مكان بر حركت اشيا اطلاق مى كنيم. آزمون هاى عملى ثابت كردند كه شالوده عالم نااقليدسى است و شايد نظريه نسبيت عام بهترين راهنمايى باشد كه ما با آن مى توانيم اشيا را مشاهده كنيم. اما مدافعين هندسه اقليدسى معتقد بودند كه به وسيله آزمايش نمى توان تصميم گرفت كه ساختار هندسى جهان اقليدسى است يا نااقليدسى. چون مى توان نيروهايى به سيستم مبتنى بر هندسه اقليدسى اضافه كرد به طورى كه شبيه اثرات ساختار نااقليدسى باشد. نيروهايى كه اندازه گيرى هاى ما از طول و زمان را چنان تغيير دهند كه پديده هايى سازگار با زمان - مكان خميده به وجود آيد. اين نظريه به قراردادگرايى مشهور است كه نخستين بار از طرف رياضيدان و فيزيكدان فرانسوى «هنرى پوانكاره» ابراز شد

قانون علمي

اصطلاحات فرضيه، مدل، نظريه، قانون، معناى متفاوتى در علم با گفت وگو هاى روزمره دارند. دانشمندان از واژه مدل چيزى را مدنظر دارند كه مى تواند پيش بينى كند و مى توان آن را با آزمايش يا مشاهده آزمود. فرضيه ادعايى است كه توسط آزمايش و تجربه نه به تاييد كامل مى رسد و نه كاملاً رد مى شود. يك قانون طبيعى، يك تعميم و نتيجه گيرى كلى بر مبناى مشاهدات تجربى است. غيردانشمندان، از آنچه دانشمندان، آن را نظريه مى نامند، معناى درستى ندارند. معمولاً استفاده عمومى واژه نظريه براى ارجاع به عقيده هايى است كه دليل محكمى براى آنها نيست. اما دانشمندان، اين واژه را براى ارجاع به عقيده هايى به كار مى برند كه در آزمون هاى مكرر، سربلند بوده اند. وقتى دانشمندان از نظريه هاى، الكترومغناطيس و نسبيت صحبت مى كنند،اینها  ايده هايى است كه در آزمون هاى تجربى دقيق و موفقيت آميز بوده اند. البته استثنائاتى هم وجود دارد مانند نظريه ریسمانها كه مدلى با آينده اى روشن به نظر مى آيد اما شواهد تجربى كافى براى برترى آن بر مدل رقيب وجود ندارد

نظريه هاى مفيد و سودمند خاصى كه در طول زمان از آزمون ها، موفق بيرون آمده اند و قدرت پيش بينى و توصيف محدوده بسيار وسيعى از پديده ها را دارا هستند، به عنوان قانون طبيعى شناخته مى شوند. البته اكثر دانشمندان بر اين باورند كه توصيفات ما از قوانين طبيعى موقتى و گذرا هستند و اگر شواهد جديدى مخالف با آنها پيدا شوند، نظريه هاى قابل تجديد نظر هستند. چون دانشمندان، ادعاى معرفت مطلق ندارند و حتى در مورد نظريه هاى بنيانى و پايه اى اگر داده ها و مشاهدات جديد با آنها متناقض باشند، بايد كنار گذاشته شوند. قانون گرانش نيوتنى، مثال بارزى از آن است.

اين قانون توسط آزمايش هايى كه در رابطه با حركت در سرعت هاى بالا انجام شد، نقض شد. البته خارج از اين شرايط، قوانين نيوتن، توصيف بسيار عالى از حركت و جاذبه دارند اما نسبيت عام اينشتين نه تنها، تبيين تمام پديده هايى را كه توسط قوانين نيوتن توضيح داده مى شود، دربرمى گيرد، بلكه اين موارد خاص را هم به خوبى تبيين مى كند

قوانين فيزيك كلاسيك و مشكلات آن

هنگامیکه اینشتین قوانین نیوتن را بررسی می کرد در مورد قانون اول وی چنین گفت این قانون نتیجه ی مستقیم تجربه نیست، اما تفکر محققانه ای که سازگار با مساهدات حاصل از تجربه بوده، سبب پیدایش آن شده است. هرچند در عمل نمی توان به چنین تجربه ای تحقق خارجی داد، معذالک همین تجربه ی خیالی وسیله ی فهم کامل تجربیات واقعی و امکان پذیر می باشد

قانون اول نیوتن به خوبی توسط اینشتین تفسیر شده است. اما در مورد قانون دوم نیوتن که به صورت

m/F=a

بیان شده است، سرعت نامتناهی قابل قبول است. چون در قوانین نیوتن خواص فیزیکی ماده مستقل از سرعت آن فرض شده، همچنین زمان نیز یک کمیت مستقل و مطلق است، بنابراین با توجه به سرعت نامتناهی در مدت زمان صفر هر فاصله ای قابل پیمودن است. به عبارت دیگر یک شئی در لحظه ای خاص می تواند در مکانهای مختلفی  قرار داشته باشد. هرچند این پدیده هرگز مشاهده نشد، اما فیزیکدانان برای مدتی بیش از دو قرن پذیرای آن بودند

در مورد قانون سوم نیوتن

0='F+F

با توجه به اینکه سرعت نامتناهی طبق قانون دوم قابل قبول بود، قانون سوم همواره و در تمام لحظات برقرار بود. حتی اگر دو جسم در فاصله ی دلخواه نسبت به یکدیگر قرار داشته باشند، هر تغییر موضع هر یک از آنها، بلافصله به دیگری منتقل می شود. یعنی همزمان دو نقطه از جهان و در واقع تمام جهان را می توان تحت تاثیر یک رویداد قرار داد

مشكلات قوانين نيوتن

  

 مهمترين مشكل قوانين نيوتن در قانون جهاني گرانش وی بود و خود نيوتن نيز متوجه آن شده بود. نيوتن دريافت كه بر اثر قانون گرانش او، ستارگان بايد يكديگر را جذب كنند و بنابراين اصلاً به نظر نمي رسد كه ساكن باشند. نيوتن در سال 1692 طي نامه ای به ريچارد بنتلي نوشت "كه اگر تعداد ستارگان جهان بينهايت نباشد، و اين ستارگان در ناحيه ای از فضا پراكنده باشند، همگی به يكديگر برخورد خواهند كرد. اما اكر تعداد نامحدودی ستاره در فضای بيكران به طور كمابش يکسان پراكنده باشند، نقطه مركزی در كار نخواهد بود تا همه بسوی آن كشيده شوند و بنابراين جهان در هم نخواهد ريخت."  اين برداشت نيز با يك اشكال اساسي مواجه شد. بنظر سيليجر طبق نظريه نيوتن تعداد خطوط نيرو كه از بينهايت آمده و به يك جسم مي رسد با جرم آن جسم متناسب است. حال اگر جهان نامتناهي باشد و همه ی اجسام با جسم مزبور در كنش متقابل باشند، شدت جاذبه وارد بر آن بينهايت خواهد شد

 مشكل بعدی قانون گرانش نيوتن اين است كه طبق اين قانون يك جسم به طور نامحدود می تواند ساير اجسام را جذب كرده و رشد كند، يعني جرم يك جسم مي تواند تا بينهايت افزايش يابد. اين نيز با تجربه تطبيق نمي كند، زيرا وجود جسمي با جرم بينهايت مشاهده نشده است.

مشكل بعدی قوانين نيوتن در مورد دستگاه مرجع مطلق بود. همچنان كه مي دانيم حركت يك جسم نسبي است، وقتي سخن از جسم در حال حركت است، نخست بايد ديد نسبت به چه جسمي يا در واقع در كدام چارچوب در حركت است. دستگاه های مقايسه ای در فيزيك دارای اهميت بسياری هستند. قوانين نيوتن نسبت به دستگاه مرجع مطلق مطرح شده بود. يعني در جهان یک چارچوب مرجع مطلق وجود داشت كه حركت همه اجسام نسبت به آن قابل سنجش بود. در واقع همه ی اجسام در اين چارچوب مطلق كه آن را "اتر" مي ناميدند در حركت بودند. يعني ناظر مي توانست از حركت نسبي دو جسم صحبت كند يا  مي توانست حركت مطلق آن را مورد توجه قرار دهد.

 

نسبيت خاص

  نسبيت خاص شامل دو اصل زير است:

1- قوانين فيزیک در تمام دستگاه های لخت يكسان است و هيچ دستگاه مرجع مطلقي در جهان وجود ندارد.

2 - سرعت نور در فضای تهي و در تمام دستگاه های لخت ثابت است.

در نسبيت سرعت نور، حد سرعت ها است، يعني هیچ جسمي نمي تواند با سرعت نور حرکت کند يا به آن برسد.

نتيجه اين بود كه قانون دوم نيوتن بايد تصحيح مي شد. طبق نسبيت جرم جسم تابع سرعت آن است، يعني با افزايش سرعت، جرم نيز افزايش مي يابد وهر جسمي (با جرم سکون مخالف صفر) كه با سرعت نور حركت كند بايد دارای جرم بينهايت باشد. لذا قانون دوم نيوتن بصورت زير تصيح شد

dt/dmv+dt/mdv=dt/(mv)d=F

2/12c/ 2v-1) /0m=m

 بنابر اين جرم  تابع سرعت است و با افزايش سرعت، جرم نيز افزايش مي يابد. هنگاميكه سرعت جسم به سمت سرعت نور ميل كند، جرم به سمت بينهايت ميل خواهد كرد و عملاً هیچ نيرویی نمي تواند به آن شتاب دهد

از طرف دیگر طبق نسبيت جرم و انرژی هم ارز هستند، يعني جرم جسم را مي توان بصورت محتوای انرژی آن مورد ارزيابي قرار داد. بنابراين انرژی دارای جرم است. اما در نسبيت نور از کوانتومهای انرژی تشكيل مي شود كه آن را فوتون مي نامند و با سرعت نور حركت مي کند. اين سئوال مطرح شد كه اگر انرژی دارای جرم است و فوتون نيز حامل انرژی است كه با سرعت نور حركت مي كند، پس چرا جرم آن بينهايت نيست؟

پاسخ نسبيت به اين سئوال اين بود كه جرم حالت سكون فوتون صفر است. در حاليكه رابطه ی جرم نسبيتي در مورد جرم حالت سكون غير صفر بر قرار است. لذا در نسبيت با دو نوع  ذرات سروكار داريم، ذراتي كه دارای جرم حالت سكون غير صفر هستند نظير الكترون و ذراتي كه دارای جرم حالت سكون صفر هستند مانند فوتون. در نسبيت تنها ذراتي مي توانند با سرعت نور حركت کنند كه جرم حالت سكون آنها صفر باشد

مشكل نسبيت خاص در اين است كه جرم نسبيتي آن (جرم بينهايت) مانند سرعت بينهايت در مكانيك كلاسيك با تجربه تطبيق نمي كند. يعني هیچ نمونه ی تجربي كه با جرم بينهايت نسبيت تطبيق كند وجود ندارد

علاوه بر آن در نسبيت و حتي در مكانيك كوانتوم توضيحي وجود ندارد كه نحوه ي توليد فوتون را با سرعت نور توضيح دهد و چرا فوتون در حالت سكون يافت نمي شود؟  آيا فوتون از ذرات ديگری تشكيل شده است؟ اگر جواب منفي است اين سئوال مطرح مي شود كه فوتون های مختلف با یکديگر چه اختلافي دارند؟ در حاليكه همه ی فوتون ها با انرژی متفاوت با سرعت نور حرکت مي كنند. آزمايش نشان داده است كه فوتون در برخورد با ساير ذرات قسمتي از انرژی خود را از دست مي دهد. حال اين سئوال مطرح مي شود كه فرض كنيم فوتون شامل ذرات ديگری نيست، اين را بايد توضيح داد که چرا وقتي قسمتي از آن جدا مي شود و باز هم دارای همان خواص اوليه است ولي با انرژی کمتر؟ يعني فوتون قابل تقسيم است، هر ذره ي قابل تقسيمي بايد شامل زير ذره باشد

واقعيت اين است كه فوتون در شرايط نور توليد مي شود و اجزای تشكيل دهنده آن نيز بايستي با همان سرعت نور حرکت کنند و حالت سكون فوتون يعني تجزيه ی آن به اجزای تشكيل دهنده اش

از طرفي مي دانيم جرم و انرژی هم ارز هستند، آيا اين منطقي است كه مي توان سرعت جرم را تغيير داد اما سرعت انرژی ثابت است؟

 

 نسبيت عام:

 نسبيت خاص دارای يك محدوديت اساسي بود. اين محدوديت ناشي از آن بود كه رويدادهاي فيزیکی را در دستگاه های لخت مورد بررسي قرار مي داد، در حاليكه در جهان واقعي دستگاه ها شتاب دار هستند. هرچند مي توان در بر رسي برخي رويداد ها به دستگاه های لخت بسنده كرد، اما اين دستگاه ها برای بررسي تمام رويدادها ناتوان هستند.  اينشتين در سال 1915 نسبيت عام را ارائه کرد و نسبيت خاص به عنوان حالت خاصي از نسبيت عام در آمد. نسبيت عام بر اساس اصل هم ارزی تدوين شد.

 اصل هم ارزی:

  قوانين فيزیک در یک ميدان جاذبه يكنواخت و در یک دستگاه كه با شتاب ثابت حركت مي کند، يكسان هستند.

به عنوان: فرض کنيم یک دستگاه مقايسه ای با شتاب ثابت در حركت است. مشاهدات در اين دستگاه نظير مشاهدات در یک ميدان گرانشی يكنواخت است در صورتي كه شدت ميدان گرانشی برابر شتاب دستگاه باشد، يعني اگر

a=g

 باشد، در اين صورت مشاهدات يكسان خواهد بود(شکل 1).

  

 

  شکل 1

مهمترين دستاورد نسبيت عام توجيه مدار عطارد بود. بررسي هاي نجومي نشان داده بود كه نقطه حضيض عطارد جابه جا مي شود. بيش ار يكصد سال بود كه فيزيكدانان متوجه ان شده بودند، اما نمي توانستند با قوانين نيوتن توجيه كنند. اما نسبيت عام توانست أن را توجيه كند.

بنا بر نسبيت،  گرانش اثر هندسي جرم بر فضاي اطراف خود است. كه فضا-زمان ناميده مي شود. يعني جرم فضاي اطراف خود را خميده مي كند و مسير نور در اطراف آن خط مستقيم نيست، بلكه منحني است.

در سال 1919 انحنای فضا را هنگام کسوف کامل خورشید با نوری که از طرف ستاره ی مورد نظری به سوی زمین در حرکت بود و از کنار خورشید می گذشت مورد تحقیق قرار دادند که با پیشگویی نسبیت تطبیق می کرد. این موفقیت بسیار بزرگی برای نسبیت بود. از آن زمان به بعد توجه به ساختار هندسی و خواص توپولوژیک فضا بررسی واقعیت های فیزیکی  را به حاشیه راند. مضافاً اینکه گرانش را از فهرست نیروهای اساسی طبیعت در فیزیک نظری حذف کرد.

 

 گرانش و هندسه فضا

 

حال بياييد فرآيندهاي مختلف اثر گرانش را بر امواج الكتروكغناطيسي كه از كنار آن عبور مي كنند بررسي كنيم. تجربه نشان داد كه مسير نور هنگام عبور از كنار يك جسم آسماني مانند ستاره يا كهشان خط مستقيم نيست، بلكه منحني است. شکل 2. اين رفتار تنها شامل نور نيست، بلكه شامل تمام امواج الكترومغناطيسي مي شود. حال اين اثر گرانش را با عدسي مقايسه كنيد. عدسي نيز مسير نور را منحرف مي كند

 

 

شکل 2

 

حال ستاره اي را در نظر بگيريد كه بين زمين و يك جسم سماوي ديگر مانند ستاره قرار گرفته باشد و نور آن براي رسيدن به زمين از كنار آن  ستاره مي گذرد. اگر تنها به يك پرتو نوري توجه شود, تنها انحراف آن مشاهده خواهد شد ولي اگر به  دو پرتو نوري كه از آن متصاعد شدوه و از دو طرف ستاره عبور مي كنند, توجه كنيد, آنگاه اين دو پرتو توسط ستاره ي مياني نخست واگرا مي شوند و دوباره همگرا مي گردند و ستاره ي مياني  مانند يك عدسي رفتار مي كند شكل 3

 

 

شکل 3

 

اثر عدسي گونه ي گرانش را به سه قسمت مي توان تقسيم كرد. عدسي گونه ي قوي، عدسي گونه ي ضعيف و ميكروعدسي گونه ي. اين آثار به موقعيت جسم و ناظر و جسمي كه مانند عدسي رفتار مي كند   بستگی دارد

 

عدسي گونه ي قوي

اين در حالتي است كه عدسي (جسم عدسي گونه ) بسيار پر جرم است و منبع به اندازه ي كافي به آن نزديك است شكل  3 و 4  كه در اين حالت بيشتر از يك تصوير مشاهده خواهد شد. تصاوير چندگانه نخستين بار در سال 1979 مشاهده شد كه منبع كوسار و عدسي يك كهكشان بود

 

 

 

شکل 4

 

عدسي گونه ي ضعيف

در اين حالت عدسي چنان پر جرم نيست كه بتواند از جسم تصاوير مختلفي ارائه دهد. اما مي تواند چنان تصويري از منبع ارائه دهد كه آنرا از شكل طبيعي خود خارج كند. در برخی حالات عدسی از جسم تصویری روشنتر و گاهی بزرگتر از منبع می دهد

 

مکانیک کوانتوم


در پایان قرن نوزدهم میلادی، فیزیک تشکیل شده بود از مکانیک کلاسیک نیوتنی و نظریه الکترومغناطیس ماکسول. از مکانیک کلاسیک برای پیش بینی دینامیک اجسام مادی و بررسی آنها و از نظریه الکترومغناطیس برای مطالعه "تابش" استفاده می شد. ماده و تابش بر حسب "ذرات" و "امواج" توصیف می شدند و رابطه و برهم کنش های بین موج و ذره با استفاده از نیروی لورنتز یا ترمودینامیک تشریح می شد.
در آن زمان فکر می کردند که با استفاده از مکانیک نیوتنی، نظریه الکترومغناطیس ماکسول و ترمودینامیک تمام پدیده های فیزیک در جهان را می توان توضیح داد
اما در آغاز قرن بیستم، ناتوانی فیزیک کلاسیک در توصیف چندین پدیده میکروسکوپی مانند تابش جسم سیاه، اثر فتوالکتریک، پایداری اتم و طیف سنجی اتم باعث شد تا نیاز به نظریه های جدیدی خارج از محدوده فیزیک کلاسیک احساس شود

در سال 1893 ویلهلم وین نظریه ای در باره ی توزیع انرژی تابش جسم سیاه یعنی مقدار انرژی که در یک طول موج معین تابش می کند وضع کرد. بر طبق این نظریه فورمولی به دست آمد که توزیع انرژی را در انتهای بنفش با دقت توصیف می کرد، اما در باره ی توزیع انرژی در انتهای قرمز طیف صدق نمی کرد. از طرف دیگر لرد ریلی و جیمز جینز معادله ای به دست آوردند که توزیع انرژی را در انتهای قرمز طیف بیان می کرد ولی در انتهای بنفش صدق نمی کرد. ماکس پلانک در باره ی این مسئله به پژهش پرداخت و متوجه شد که به جای منطبق ساختن معادلات با واقعیات، باید مفهوم کاملاً جدیدی مطرح کند. به این ترتیب اولین قدم را ماکس پلانک در سال 1900 با معرفی مفهوم کوانتم یا گسستگی انرژی برداشت. وی تنها زمانی توانست پدیده تابش جسم سیاه را توصیف کند که فرض کرد مبادله انرژی بین تابش و محیط با مقدارهای گسسته یا کوانتیزه انجام می شود. این نظر پلانک باعث کشف های جدیدی شد که نتیجه آن ارائه راه حل هایی برای برجسته ترین مسئله های آن زمان بود
در سال 1905 اینشتین که می خواست اثر فتوالکتریک را توضیح دهد، فهمید که نظریه پلانک در مورد کوانتومی بودن امواج الکترومغتاطیسی، باید در مورد نور هم درست باشد. پس با استفاده از راه حل پلانک، فرض کرد که نور از تکه های گسسته انرژی که در سال 1923 فوتون نامیده شد تشکیل شده است. اینشتین با استفاده از این فرض توانست توضیح قانع کننده ای در مورد اثر فتوالکتریک ارائه دهد. گام اصلی بعدی با ارائه مدل اتمی بور برداشته شد. پس از وی در سال 1923 کامپتون کشف مهمی کرد که به اثر کامپتون معروف است که مربوط می شود به برخورد فوتون و الکترونها.
در سال 1923 دوبروی یک مفهوم تازه را بیان کرد : نه تنها امواج رفتار ذره مانند دارند، بلکه ذره های مادی نیز رفتار موج مانند دارند. این فرضیه در سال 1927 بوسیله آزمایش به طور تجربی تایید شد. لازم بود که این فرضیه ها و طرح ها در قالب یک نظریه
 مطرح شودکه همه آنها را در بر گیرد و توضیح دهد. در سال 1925 این کار انجام شد و نظریه مکانیک کوانتمی بوسیله شرودینگر و هایزنبرگ ارائه شد. این نظریه به 25 سال کارهای جسته و گریخته که بوسیله پلانک و بور ارائه شد و بعد ها به تئوری کوانتم قدیم معروف شد پایان داد
از نظر تاریخی دو فرمول بندی برای مکانیک کوانتمی وجود دارد. اولی که مکانیک ماتریسی نامیده می شود، بوسیله هایزنبرگ در سال 1925 برای توصیف ساختار اتمی مشاهده شده از طیف ها توسعه یافت. با الهام از پلانک و بور، هایزنبرگ فهمید که تنها مقادیر گسسته انرژی بین سیستم های میکروفیزیکی مبادله می شوند. او کمیت های دینامیکی مانند انرژی، مکان، تکانه و تکانه زاویه ای را با استفاده از ماتریس ها بیان کرد. مکانیک ماتریسی در توصیف نور تابش شده یا جذب شده بوسیله اتم بسیار موفق بود
فرمولبندی دوم که به مکانیک موجی معروف است، در سال 1926 بوسیله شرودینگر ارائه شد که حالت کلی اصل موضوع دوبروی است. این روش با استفاده از یک معادله موج، که معادله شرودینگر نامیده می شود و به جای ماتریس یک معادله دیفرانسیلی است، دینامیک مواد میکروسکوپی را توضیح می دهد.
دیراک با ارائه یک فرمولبندی کلی تر نشان داد که این دو فرمولبندی جداگانه، معادل هستند. نمایش فرمول دیراک در مورد کمیت های پیوسته به معادله شرودینگر و در کمیت های گسسته به فرمولبندی ماتریسی هایزنبرگ منجر می شود. دیراک در سال 1928 با ترکیب نسبیت خاص با مکانیک کوانتمی،
معادله ای  به دست آورد که حرکت الکترون ها را توصیف می کرد. به طور خلاصه مکانیک کوانتمی نظریه ای است که دینامیک ماده در مقیاس میکروسکوپی را توصیف می کند. مکانیک کوانتومی تنها چارچوب معتبر برای توصیف دنیای میکروسکپی است.  مکانیک کوانتومی اساس همه بخش های فیزیک مدرن مانند : فیزیک حالت جامد، ملکولی، اتمی، هسته ای، فیزیک ذرات، اپتیک، ترمودینامیک، مکانیک آماری و ... است

کوارکها


تا به حال  6 نوع كوارك متفاوت شناسايي شده اند با اين همه فقط دو نوع آنها در تشكيل مواد پايدار معمولي نقش مهمي دارند كه عبارت از كوارك بالا و كوارك پائین هستند

D  (down).  U  (UP)

اگر روابط و نسبتها در اتمها كه در مقايسه با كواركها بزرگ هستند مهم و چشمگير است اين روابط در كواركها ي كوچك مسلماً مهمتر هستند. مثلا كواركها هيچ گاه به تنهايي نقشي را به عهده ندارند بلكه هميشه در گروههاي 2 و 3 تايي هستند ذراتي كه از 2 كوارك تشكيل مي شوند مزون نام دارند ذراتي را كه  3 كوارك دارند بار يون مي نامند. كواركها دركنار بار الكتريکي اي كه دارند خاصيت مرموز ديگري نيز دارا مي باشند كه رنگ خوانده مي شود. كوراكها از اين جهت به قرمز سبز و آبي طبقه بندي مي شود البته از اين طبقه بندي نبايد رنگهاي حقيقي را تصور كرد بلكه منظور نوع بار  الكتريكي آنهاست . بنابراين ذرات آزاد معلق درطبيعت بايد هميشه داراي رنگ خنثي و به عبارت ديگر سفيد باشند به شرح زير نتيجه مي شود يك كوارك قرمز يك كوارك سبز و يك كوارك آبي يك گروه سه تايي مثلا يك پروتون مي سازد

همان طور كه تركيب رنگهاي رنگين كمان رنگ سفيد را به وجود مي آورد ازتركيب رنگهاي سه گانه كوارك نيز سفيد به دست مي آيد به اين ترتيب يك ذره سفيد مجاز و پايدار تشكيل مي شود. امكان ديگر اين است كه يك كوارك قرمز با يك ضد كوارك كه رنگ ضد قرمز دارد يك زوج بسازند قرمز و ضد قرمز همديگر را خنثي كرده رنگي خنثي را به وجود مي آورند. به هرحال چون اين گروههاي دوتايي (مزونها ) از ماده و پادماده ايجاد شده اند خيلي سريع
 فرو مي پاشند به اين جهت مزونها پايدار نيستند

كواركها
، نوكلئونها را ميسازند و آنها به يكديگر متصل شده هسته اتمها را به وجود مي آروند . هسته ها و الكترونها دراتحاد با يكديگر اتمها را ايجاد مي كنند و اتمها نيز با پيوستن به يكديگر مولكولها ي كوچك و بزرگ از قبيل مولكولهاي آب يا سفيده تخم مرغ را مي سازد

ميلياردها مولكول سلولهاي بدن ما را به وجودمي آورند و هر انسان در بدن خود ميلياردها سلول دارد اما با تمام تقاوتهايي كه انسانها ، جانوران ،گياهان سياره ها و يا ستارگان با يكديگر دارند باز هم تمام آنها فقط از 3 ذره زير بنا
دي ساخته شده اند كه عبارتند از كوراكهای بالا ، كواركهاي پائین  و الكترونها
 

مدل استاندارد ذرات بنیادی

 

شیمی را می توان با سه ذره بنیادی پروتون، نوترون و الکترون و نیروی الکترومغناطیس فهمید و مباحث مختلف آن را توضیح داد

فیزیک هسته ای را می توان با چهار ذره بنیادی پروتون، نوترون، الکترون و نوترینو-الکترون و نیروهای هسته ای قوی، هسته ای ضعیف و الکترومغناطیس فهمید و تشریح کرد

در عین حال باید توجه داشت که مکانیک کوانتوم نظریه ی ساده ای نیست، زیرا رفتار ذرات مانند رفتار اجسام بزرگ نیست. ما برای شناسایی رفتار ذرات در مکانیک کوانتوم، به یک بینش جدید نیاز داریم

 

پایه بینش

برای شکل دادن به پایه بینش خود در مکانیک کوانتوم، باید به خصوصیات اتمها، ملکولها و سایر ذرات زیر اتمی توجه کنیم. این ذرات به سادگی و به سرعت از مکانی به مکان دیگر حرکت می کنند. این امر پایه اصل عدم قطعیت هایزنبرگ را تشکیل می دهد به طوریکه همواره رابطه زیر بین اندازه حرکت، مکان و ثابت پلانک بر قرار است

 

h= or <  x DPD

 

باید توجه داشت که ذرات نقاط مادی اجسام نیستند که با سرعت ثابت حرکت می کنند

همچنین یکی از ویژگی مهم ذرات اسپین آنهاست. پنچ حالت مختلف اسپین برای آنها تعریف شده است

 

اگر ذره در یک حالت بتواند بماند دارای اسپین صفر است

 

Spin=0

 

 

اگر ذره در دو حالت بتواند بماند دارای اسپین یک دوم است

 

2/1=Spin

 

 

اگر ذره در سه حالت بتواند بماند دارای اسپین یک است

 

1=Spin

 

اگر ذره در پنج حالت بتواند بماند دارای اسپین دو است

 

2=Spin

  

این ذرات را بهد و دسته بوزونها و فرمیونها تقسیم می کنند. بوزونها ذراتی هستند که نیروها را حمل می کنند و فرمیونها ماده را شکل می دهند و از قاعده ی زیر طبعیت می کنند

 

Bosons have Spin=0, 1, 2

 

 

 مدت زيادي اين طور تصور مي شد كه پروتونها و نو ترونها ذرات بنيادي هستند و بنابراين گمان مي رفت مثل الكترون ديگر قابل تقسيم نبوده و داراي يك ساختار داخلي نيستند امروزه مي دانيم كه نو كلئونها يا به عبارت ديگر پروتونها و نو ترونها خود از ذرات كوچكتري ساخته شده اند كه کوارک ناميده مي شوند

  مدل پذیرفته شده استاندارد ساده و شامل یک توضیح ازذرات بنیادی و نیروها است

مدل ستاندارد شامل دوازده ذره فرمیون با اسپین نیم 

 

Spin=1/2

 

 

که شش تای آن کوارک و شش تای دیگر لپتون هستند جدول1 و چهار ذره بوزون با اسپین یک  

 

Spin=1

 

و یک هگز بوزون با اسپین صفر است که هنوز مشاهده نشده است جدول 2. بوزون ها نیروهای اساسی را حمل می کنند

در مدل استاندارد،  جهان از این ذرات ساخته شده است

 

 

 

جدول 1

 

 Name

Spin

Electric
charge

Mass

Observed?

Graviton

2

0

0

Not yet

Photon

1

0

0

Yes

Gluon

1

0

0

Indirectly

W+

1

+1

80 GeV

Yes

W-

1

-1

80 GeV

Yes

Z0

1

0

91 GeV

Yes

Higgs

0

0

> 78 GeV

Not yet

جدول 2

 

بسیاری از فیزیکدانان اعتقاد دارند بزرگترین چالش فیزیک در قرن بیست و یکم به تحقیقات روی ذرات هگز مربوط می شود

اما سئوال این است که اصولاً هگز چیست؟

کلمه هگز اولین بار در سال 1960 توسط پتر هگز وارد فیزیک شد

ایده اساسی چنین است که تمام ذراتی که با یکدیگر کنش و واکنش دارند، کنش آنها توسط یک میدان اعمال می شود که توسط ذره هگز بوزون حمل می شوند

 

مشكلات نسبيت و مكانيك كوانتوم

 

بنا بر نسبيت،  گرانش اثر هندسي جرم بر فضاي اطراف خود است. كه فضا-زمان ناميده مي شود. يعني جرم فضاي اطراف خود را خميده مي كند و مسير نور در اطراف آن خط مستقيم نيست، بلكه منحني است.

در سال 1919 انحنای فضا را هنگام كسوف كامل خورشید با نوری كه از طرف ستاره ی مورد نظری به سوی زمین در حركت بود و از كنار خورشيد می گذشت مورد تحقيق قرار دادند كه با پیشگویی نسبيت تطبیق می كرد. این موفقيت بسيار بزرگی برای نسبيت بود. از آن زمان به بعد توجه به ساختار هندسی و خواص توپولوژيك فضا بررسی واقعیت های فيز يكی  را به حاشیه راند. مضافاً اين كه گرانش را از فهرست نیروهای اساسی طبيعت در فيزيك نظری حذف كرد.

مشكلات اساسی نسبيت را می توان به صورت زير فهرست كرد:

 

1- مشكل نسبيت با مكانيك كوانتوم: مكانيك كوانتوم ساختار ریز و كوانتومی كميت ها و واكنش متقابل آنها را مورد بررسی قرار می دهد. به عبارت ديگر نگرش مكانيك كوانتوم بر مبنای كوانتومی شكل گرفته است. در این زمينه تا جايی پيش رفته كه حتی اندازه حركت و برخی دیگر از كميتها را كوانتومی معرفی می كند. این نتايج بر مبنای يكسری شواهد تجربی مطرح شده و قابل پذيرش است. علاوه بر آن تلاشهای زيادی انجام می شود تا پديده های بزرگ جهان را با قوانين شناخته شده در مكانيك كوانتوم توجيه كنند. حال به نسبيت توجه كنيد كه فضا-زمان را پيوسته در نظر می گيرد. بنابراين نسبیت با مكانيك كوانتوم ناسازگار است. تلاشهای زيادی انجام شده تا به طريقی يك همانگی منطقی و قابل قبول بين نسبيت و مكانيك كوانتوم ايحاد شود. در اين مورد كارهای ديراك شايان توجه است كه مكانيك كوانتوم نسبيتی را پايه گذاری كرد و آن را توسعه داد. اما در مورد نسبيت عام موفقیت چندانی نصيب فيزيكدانان نشده است.

 

2- پيچيدگی و عدم وجود تفاهم در نسبيت: پيچيدگی نسبيت موجب شده كه تفاهم منطقی بين فيزيكدانان در مورد نتايج و پيشگويی های نسبيت وجود نداشته باشد. به عبارت دیگر نسبيت شديداً قابل تفسير است. اين تفاسيرگاهی چنان متناقض هستند. البته اين برداشتهای متفاوت از نسبيت ناشی از گذشت زمان نيست، بلكه از آغاز حتی برای خود اينشتين كه نسبيت را مطرح كرد وجود داشت. به عنوان مثال: اينشتين از سال 1917 شروع به تدوين يك نظريه قابل تعميم به عالم کرد. وی با مشكلات حل نشدنی رياضی برخورد كرد. به همين دليل در معادلات گرانش عبارت مشهور " پارامتر عالم " را وارد كرد. ملاحظات وی در اين موضوع بر دو فرضيه مبتنی بود.

 

الف- ماده دارای چگالی متوسطی در فضاست كه در همه جا ثابت و مخالف صفر است.

ب- بزرگی " شعاع " فضا به زمان بستگی ندارد.

 

در سال 1922 فریدمان نشان داد كه اگر از فرضیه دوم چشم پوشی شود، می توان فرضیه اول را حفظ كرد بی آنكه در معادلات به پارامتر عالم نيازی باشد. فريدمان بر اين اساس يك معادله ی دیفرانسيل به صورت زير ارائه كرد:

 

(dR/dt)^2 - C/R+K=0

 

در واقع سالها قبل از كشف هابل در مورد انبساط فضا، فریدمان دقیقاً كشفيات او را پيش بينی كرده بود. معادله ی فريدمان معادله ی اصلی كيهان شناخت نيوتنی است و بدون تغيير در نظريه نسبيت عام نيز صادق است. اينشتين بر همه نتايج به دست آمده توسط فريدمان اعتراض كرد و مقاله ای نيز در اين باب انتشار داد. سپس حقايق را در فرضيه فريدمان ديد و با شجاعت كم نظيری طی نامه ای كه برای سردبير مجله آلمانی فرستاد به اشتباه خود در محاسباتش اعتراف كرد.

بيشتر مشکلات نسبيت ناشی از خواصی است كه به علت وجود ماده برای فضا قايل می شوند. كه در آن هندسه جای فیزيك را می گيرد. زمانی پوانكاره گفته بود كه اگر مشاهدات ما نشان دهد كه فضا نااقلبدسی است، فيزيكدانان می توانند فضای اقليدسی را قبول كرده و نيروهای جديدی وارد نظريه های خود كنند. اما نسبيت چنین نكرد و ماهيت پديده های فيزيكی را به دست فراموشی سپرد. هرچند پديده های فيزيكی را بدون ابزار محاسباتی، اعم از جبری و هندسی نمی توان توجيه كرد، اما فيزيك نه هندسه است و نه جبر، فيزيك، فيزيك است وبس!!!

 

 3- مشكل گرانش نيوتنی در نسبيت همچنان باقی است: در نسبيت فضا-زمان دارای انحناست. هرچه ماده بيشتر و چگالتر باشد، انحنای فضا بيشتر است. سئوال اين است كه اين انحنای فضا تا كجا می انجامد؟ در نسبيت فضا می تواند چنان تابيده شود كه حجم به صفر برسد. برای آنكه ماده بتواند چنان بر فضا اثر بگذارد كه حجم به صفر برسد، بايد جرم به سمت بی نهايت ميل كند. يعنی نسبيت نتوانست مشكل قانون گرانش را در مورد تراكم ماده در فضا حل كند، علاوه بر آن بر مشكل افزود. زيرا قانون نيوتن می پذيرد كه ماده تا بی نهايت می تواند متمركز شود، اما حجم صفر با آن سازگار نيست. اما نسبيت علاوه بر آن كه می پذيرد ماده می تواند تا بی نهايت متراكم شود، پيشگويی می كند كه حجم آن نيز به صفر می رسد.  

 

راه حل ها  

1- مشاهدات تجربی و قوانین شناخته شده در فیزیک کوانتوم نشان می دهد كه قانون جهانی گرانش نيوتن (يا حجم صفر نسبيت) بايد مجدداً مورد بررسی قرار گيرد.

2- قانون دوم نيوتن نياز به برسی مجدد دارد، اما نه به گونه  ایكه افزايش جرم (انرژی) را تا بینهايت بپذيرد. جرم-انرژی بينهايت در نسبيت مانند سرعت بی نهايت در مکانيك نيوتنی غير واقعی و با مشاهدات تجربی ناسازگار است.

 3- ساختار هندسی فضا تابع چگالی ماده است كه از نيروی گرانش آن ايجاد می شود. به عبارت ديگر اين نيروی گرانش است كه ساختار هندسی فضا را شكل می دهد، نه شكل هندسی فضا موجب ايجاد پديده ای می شود كه ما آن را گرانش می ناميم. در واقع گرانش نه تنها يك نيروی اساسی است، بلكه منشاء توليد انرژی است.

 4- در ساختار كلان حهان همان قانونی حاكم است كه در كوچكترين واحدهای كميت های طبيعت حاكم است. يعنی قوانين جهان ميكروسكپی را می توان به جهان ماكروسپی تعميم داد.

 نتيجه:

  مكانيك كلاسيك، مكانيك كوانتوم و نسبيت را بايد همزمان مورد بررسی مجدد قرار داد و به باور شهودی صاحب این قلم این كار را باید با تعریف ساختمان فوتون انجام داد. همانطور که در نظریه سی. پی. اچ. مطرح شده است.

نظريه ريسمانها  


چرا نظريه ريسمانها مطرح شد؟

در مدل استاندارد ذرات بنيادی، به ذرات به عنوان نقاطی توجه می شد كه در فضا حركت می كنند و بوسيله ترسيم يك خط رديابی می شود كه جهان حط می نامند . برای بررسی كنش آنها كه در طبيعت مشاهده می شود، درجات آزادی آنها فقط شامل مكان و سرعت، همچنين جرم، بار الكتريكی و رنگ (كه  پيوند بار الكتريكی و كنش قوی است) يا اسپين مورد توجه است

مدل استاندارد كالبد نظريه ميدان كوانتومی را طراحی می كند كه ابزاری به دست می دهد تا نظريه ها را طوری بسازيم كه شامل مكانيك كوانتوم و نسبيت خاص نيز باشند. با اين ابزارها، نظريه ها طوری طرح ريزی می شوند كه  موفقيت بزرگی برای توضيح چهار كنش (نيروی)  شناخته شده در طبيعت را داشته باشند. به علاوه يك موفقيت بزرگ برای يكسان سازی بين نيروی های الكترومغناطيس و هسته ای ضعيف به دست آمده كه الكتروويك ناميده می شود و نطرها را به سوی كنش هسته ای قوی سوق می دهد

اما متاسفانه چهارمين كنش (نيرو)، يعنی گرانش كه به طور زيبايی در نسبيت عام اينشتين تشريح شده در اين طرح ديده نمی شود. و همه ی تلاشها برای به دست آوردن نسبيت عام از نظريه ميدان كوانتومی بيهوده بوده است

به عنوان مثال نيروی بين دو گراويتون (ذراتی كه نيزوی گرانش را حمل می كنند)، بی نهايت می شود و ما نمی دانيم چگونه اين بی نهايت را مي توان توجيه كرد  

در نظريه ريسمانها تعداد بيشماری انواع ذرات با يك سنگ بنای اساسی يعنی "ريسمان" جايگزين می شود. ریسمان یک مقدار بسیار کوچک انرژی است.

اين ريسمانها می توانند شبيه حلقه به يكديگر بسته شوند يا نظير مو باز شوند. همچنانكه ريسمان در زمان حركت می كند، يك لوله يا صفحه را ترسيم می كند و با توجه به شرايط باز يا بسته می شود

بعلاوه ريسمان آزاد است كه نوسان كند و نوسانات مختلف ريسمانها ذرات مختلف را به نمايش می گذارد، از اين رو جرم های مختلف يا اسپين مختلف را ترسيم می كند

يك طريق نوسان موجب می شود كه ريسمان به صورت الكترون جلوه گر شود و نوع ديگر به صورت فوتون ظاهر می شود. در اينجا حتی يك جلوه ی آن توضيح دهنده گراويتون است. گراويتون ذره ای است كه نيروی گرانش را حمل می كند و اين دليل بسيار مهمی است كه چرا نظريه ريسمانها تا اين اندازه مورد توجه قرار می گيرد

نكته اينجا است كه ما می توانيم كنش دو گراويتون را در نظريه ريسمانها احساس كنيم و اين چيزی است كه نظريه ميدان گرانشی توان آن را ندارد. در اينجا بی نهايتی وجود ندارد! بنابراين اين نخستين موفقيت نظريه ريسمان بود كه شامل گرانش كوانتومی می شد كه شبيه نسبيت عام در فاصله های بزرگ می شود

علاوه بر آن نظريه ريسمان ضرورتاً دارای چنان درجه آزادی است كه بتواند ساير كنش ها را به خوبی توضيح دهد

از اين رو اميد بخش است كه نظريه ريسمان قادر است چهار نيروی شناخته شده را يكسان سازی كند و به صورتی ساده در يك نظريه تحت عنوان " يك نظريه برای همه چيز" مطرح كند

 

از ريسمان تا ابرريسمان

 

ذرات شناخته شده در طبيعت به صورت زير دسته بندی می شوند

ذراتی كه دارای اسپين درست هستند كه بوزون ناميده می شوند

و ذراتی كه دارای اسپين نادرست هستند كه فرميون ناميده می شوند

دسته اول نيروها را حمل می كنند، به عنوان مثال فوتون نيروی الكترومغناطيس را حمل می كند، گلوئون نيروی قوی هسته ای را حمل می كند و گراويتون نيروی گرانش را حمل می كند

در نهايت ماده نظير پروتون از كوارك ساخته شده اند

نظريه اصلی ريسمان تنها ذرات بوزون را توضيح می داد، از اين نظر آن را نظريه بوزونيك ريسمان می گويند

اين نظريه فرميون ها را توضيح نمی داد. بنابراین كوارك و الكترون را شامل نمی شد

 با مطرح كردن ابر تقارن برای نظريه بوزونيك ريسمان، ما می توانيم يك نظريه جديد به دست آوریم كه هر دو نيرو و ماده را توضيح دهد كه جهان از آنها ساخته شده است و اين نظريه ابر ريسمان است

در اينجا سه نوع نظريه ابر ريسمان وجود دارد كه حس می شود و نشان دادن آنها بدون رياضيات ناسازگارند

 در دو تا از آنها شيئی اساسی يك ريسمان بسته است، در حاليكه در سومی ريسمان باز سنگ بنای آن است

 علاوه بر آن با بهترين امتزاج خصوصيات نظريه بوزونيك ريسمان و ابر ريسمان، ما می توانيم دو نظريه ريسمان ديگر بيافرينيم   

در هر صورت  اين تنوع در نظريه ريسمان يك آشفتگی است. اگر ما برای يك نظريه برای همه چيز تلاش كنيم، پنج تا از انها را خواهيم داشت كه قوی ترين آنها ام-تئوری خواهد بود

 

بعدهای اضافی

 

بزرگترين مسئله قابل استناد در نظريه ريسمان اين است كه فضا- زمان ده بعدی است. در نگاه اول احتمالاً چنين به نظر می رسد كه اين دليلی است برای كنار گذاشتن كل نظريه كه مشاهدات ما نشان می دهد تنها سه بعد برای فضا و يك بعد برای زمان داريم. در هر صورت اگر ما فرض كنيم كه شش بعد ديگر محكم به يكديگر يیچيده شده، آنگاه ديگر ما از هستی دور نشده ايم. عقيده چنين است كه درجات آزادی بار الكتريكی يك الكترون شامل ابعاد اضافی بيشتری خواهد بود

اصل اينكه فشردگی ابعاد ممكن است ما را به يك نظريه يكسان سازی رهنمود شود، جديد نيست و به دهه يكهزارو نهصد و بيست و به نظريه های كالوتسا و كلين بر می گردد، از اين رو نظريه ريسمان نهايت نظريه کالوتسا-كلين است

برای سادگی، معمولاً فرض می شود كه اين شش بعد اضافی به شش  حوزه پيچيده شده اند

 

نظریه سی. پی. اچ

 

 

Theory of CPH

 مقدمه
از نظر نیوتن نیروی گرانش صرفاً یک تابع از جرم و فاصله بین دو جسم بود. از نظر اینشتین گرانش اثر هندسی فضا- زمان بود. اینشتین این نگرش را با یک سری معلادلات پیچیده و پیشرفته توسعه داد و خواص هندسی فضا را تحلیل کرد. به همین دلیل هیچ کس به ماهیت گرانش توجه نکرد و همه تلاش ها معطوف به تشریح خواص هندسی فضا شد.
علاوه بر آن هم ارز سازی نیروهای گرانش و الکترومغناطیس دغدغه خاطر بسیاری از فیزیکدانان بزرگ نظیر
  کالوتسا   و کلین (بینیان گزاران نظریه ریسمانها) بود. اینشتین نیز 35 سال از عمر خود را در این زمینه سپری کرد. امروز حدود 50 سال پس از در گذشت او فيزيكدانها موفق شده اند نشان دهند كه در درجه حرارتها و انرژيهاي بسيار بالاتفاوت بين نيروي الكتروو مغناطيسي و نيروي ضعيف از بين مي رود امكان دارد كه در در جه حرارتها و انرژي ذره اي خيلي بالاتر تفاوت بين نيروي قوي و نيروي ضعيف و همچنين تفاوت بين "لپتونها " و "كواراكها " نيز از بين برود به گونه اي كه فقط يك ذره اوليه و يك نيروي اوليه وجود داشته باشد

چنين روابطي را حتي با بزرگترين شتابدهنده ها نيز نمي توان برقراركرد ولي "فرضيه وحدت نيروها " احتمالاَ مي توانسته مدت بسيار كوتاهي پس از "انفجار اوليه " وجود داشته باشد يعني زماني كه هنوز تمام كيهان به صورت يك گو ي آتشين فوق فشرده و داراي بار انرژي عظيمي بوده است . در قلمرو كوچكترينها هنوز مطالب قابل پژوهش زيادي وجود دارد . مثلا فيزيكدانهاي قرن 21 مي توانند اين پرسش را مطرح كنند كه آيا كواركها و الكترونها هم از ذرات كوچكتري ساخته شده اند ؟

چنین نگرشی در مورد یکسان سازی نیروها و ذرات بنیادی با تصورات و پیشگویی دیراک مغایرت دارد. دیراک در سال 1968 اظهار داشته بود که امکان هم ارز سازی نیروها وجود ندارد. افزون بر آن از دیدگاه دیراک فوتون و الکترون نقاط فیزیکی هستند که نمی توان ساختمان آنها را مورد توجه و بررسی قرار داد. بنابراین از نقطه نظر دیراک که تلاشهایش در شکل گیری فیزیک کوانتوم نسبیتی ستودنی است، هرگونه تلاش برای یکسان سازی نیروها و شناخت ساختمان ذراتی چون فوتون و الکترون بی نتیجه است  
آیا دیراک درست گفته است؟
آیا یک نیروی واحد در طبیعت وجود ندارد؟

 نتایج آزمایشها در انرژی ها بالا و نیز وحدت نیروهای هسته ای و الکترومغناطیس موجب شد که فیزیکدانان نظریه های جالبی در این زمینه  مطرح کنند که به بسط و گسترش  نظریه ریسمانها انجامید و

در  Theory-M  تجلی یافت

به باور صاحب این قلم پیروی از نگرش دیراک به فیزیک و عدم توجه به ساختمان فوتون و الکترون جزم گرایی است و مانع پیشرفت فیزیک و یکسان سازی نیروها خواهد شد. من نظری کاملاً متفاوت دارم، به نظر من هر تلاشی برای هم ارز سازی نیروها بدون توجه به ساختمان فوتون والکترون و هم ارزی نیرو و انرژی بی نتیجه خواهد بود. در حقیقت یک ذره بنیادی واحدی در طبیعت وجود دارد که سایر ذراتی را که به عنوان ذرات بنیادی شناخته می شوند، پدید می آورد. به عبارت دیگر نیرو، انرژی و جرم همگی از یک ذره ی بنیادی واحد تشیل شده اند که آن را CPH, Creation Particle Higgs می نامم.

  در نظریه سی. پی. اچ. نیرو و انرژی قابل تبدیل به یکدیگر هستند. همچنین با توجه به نسبیت که در آن جرم و انرژی هم ارزند، بنابر این، نیرو، انرژی و جرم هم ارز می باشند. و می توان نتیجه گرفت که نیرو، انرژی و جرم سه جلوه (ظاهر) متفاوت از یک ذره واحد و بنیادی هستد و ما باید تصورات خود را در مورد نیرو، انرژی و جرم تغییر دهیم

تعریف CPH  


 

فرض کنیم یک ذره با جرم ثابت m وجود دارد که با مقدار سرعت ثابت Vc نسبت به تمام دستگاه های لخت حرکت می کند (شل 5). و

Vc>c, c is speed of light

 

بنابراین سی. پی. اچ. دارای اندازه حرکت خطی برابر mVc است

 


5 Figure

 
اصل CPH

Principle of CPH


سی. پی. اچ. یک ذره بنیادی با جرم ثابت است که با مقدار سرعت ثابت حرکت می کند. این ذره داری لختی دورانی است. در هر واکنش بین این ذره با سایر ذرات یا نیروها در مقدار سرعت آن تغییری داده نمی شود، بطوریکه :

gradVc=0 in all inertial frames and any space

 

 

CPH

is a particle with constant mass m and moves with constant speed Vc



تشریح


با توجه به شکل 5 این ذره دارای اندازه حرکت است mVc=P  همچنین دارای لختی دورانی I است

Momentum Inertia I 

 هنگامیکه نیروی خارجی بر آن اعمال شود، قسمتی از سرعت انتقالی آن به سرعت دورانی (یا بالعکس ) تبدیل می شود، بطوریکه در مقدار Vc تغییری داده نمی شود. یعنی اندازه حرکت خطی آن به اندازه حرکت دورانی و بالعکس تبدیل می شود. بنابراین مجموع انرژی انتقالی و انرژی دورانی آن نیز همواره ثابت است. تنها انرژی انتقالی آن به انرژی دورانی و بالعکس تبدیل می شود

هنگامیکه سی. پی. اچ. دارای حرت دورانی حول محوری که از مرز جرم آن می گذرد است، یعنی زمانیکه سی. پی. اچ. دارای Spin  است، آن را گراویتون می نامیم. شل 6

When CPH has Spin

It calls Graviton



Figure 6


هنگامیکه گراویتون روی یک ذره/جسم کار انجام می دهد، گروایتون ناپدید شده و به انرژی جسم تبدیل می شود. زیرا این امر قابل توجیه نیست که نیرو تولید انرژی کند و هیچ تغییری در آن ایجاد نشود
تمام تلاشها برای پیدا کردن یک نیروی اساسی واحد در طبیعت به این دلیل بی نتیجه بوده است که فیزیکدانان هیچ توجهی به تغییرات نیرو نداشته اند. در حقیقت نیرو و انرژی قابل تبدیل به یکدیگرند. یعنی نیرو به انرژی تبدیل می شود و انرژی نیز به نیرو تبدیل می شود.
همچنین یک گراویتون روی گراویتون دیگر کار انحام می دهد، اما نتیحه ی این کار تغییر انرژی جنبشی به انرژی دورانی است . شل 3
هنگامیکه گراویتون ها در کنار یکدیگر قرار می گیرند (ادغام می شوند) همان جلوه ای را از خود بروز می دهند که ما آن را انرژی می نامیم.
شکل 7 نشان می دهد که دو گراویتون با mass of m, cVm=speed of Vc and P, در فاصله r ,
یکدیگر را حس کرده و یکدیگر را جذب می کنند. اما چون مقدار سرعت آنها ثابت است، حرکت انتقالی آنها به حرکت دورانی Spin تبدیل می شود

 

 

  7 Figure


یک فوتون از تعدادی گراویتون تشکیل می شود که دارای Spin هستند . شکل 8.

 



Figure 8 

همچنین فوتون دارای اسپین است. بنابراین هنگامیکه فوتون با سرعت نور حرکت می کند، گرایتون هایی که فوتون را تشکیل داده اند دارای حرکتهای زیر می باشند

 
حرکت انتقالی برابر سرعت نور، زیرا فوتون با سرعت نور منتقل می شود و اجزای تشکیل دهنده آن نیز الزاماً با همین سرعت منتقل می شوند

حرکت دورانی (اسپین)، زیرا طبق اصل سی. پی. اچ. مقدار سرعت سی. پی. اچ. بیشتر از سرعت نور است و هنگامیه سی. پی. اچ. ها با یکدیگر ادغام می شوند و سایر ذرات را تشکیل می دهند، مقداری از سرعت انتقالی آنها به اسپین تبدیل می شود


و حرکت ناشی از اسپین فوتون، زیرا گراویتون ها در ساختمان فوتون هستند و از حرکت اسپینی فوتون سهم می برند. شل 4


ویژگیهای برجسته نظریه سی. پی. اچ

نظریه سی. پی. اچ. برای اولین بار هم ارزی نیرو و انرژی را مطرح کرده است. این نظریه با مطرح کردن یک اصل ساده و بنیادی به توجیه پدیده ها می پردازد

gradVc=0 in all inertial frames and any space


این نظریه یک زیر بنای کاری بسیار ساده را برای توجیه پدیده ها تشکیل می دهد.طبق این نظریه تمام ذرات بنیادی،نیروهای اساسی، انرژی و جرم (ماده و پاد ماده) از ذره ی واحدی تشیل می شوند

CPH نیروی گرانش محض است.


در حقیقت CPH  یک زیر کوانتوم هستی در طبیعت است. 

Sub Quantum of existence in Nature


این زیر کوانتوم دارای جرم است، پس جلوه ی ماده است، دارای اندازه حرکت است که بیان کننده ی انرژی است. همچنین دارای یک زیر کوانتوم گرانشی در اطراف خود است. هنگامیکه دو سی. پی. اچ. در زیر کوانتوم گرانشی یکدیگر قرار گیرند، وجود یدیگر را حس کرده و همدیگر را جذب می کنند. شکل 9

یک کوانتوم انرژی از تعدادی سی. پی. اچ. تشکیل می شود. همچنین سی. پی. اچ. ها روی سی. پی. اچ. های دیگر کار انجام می دهند و تولید انرژی می کنند. در واقع یک کوانتوم انرژی از تعدادی سی. پی. اچ. تشیل می شود. به عبارت دیگر چون سی. پی. اچ. نیروی محض است، لذا نیرو و انرژی هم ارز هستند

Force and Energy are equivalent

 
نیرو به انرژی تبدیل می شود و انرژی نیز به نیرو تبدیل می شود. به عنوان مثال، هنگام عبور فوتون در یک میدان گرانشی، در جابجایی به سمت آبی، نیرو به انرژی تبدیل می شود و در جابجایی به سمت سرخ گرانش، انرژی به نیرو تبدیل می شود.

 

 

Figure 9



پدیده فوتوالکتریک و اثر کامپتون


Photo Electric and Compton Effect by CPH


با توجه به نظریه سی. پی. اچ. ، یک فوتون شامل تعدادی سی. پی. اچ. است که همراه فوتون با سرعت نور حرکت می کنند. اگر اندازه حرکت خطی هر سی. پی. اچ. در ساختمان فوتون را برابر  mc
=P در نظر بگیریم و فرض کنیم یک فوتون از تعداد n سی. پی. اچ. تشیل شده باشد، آنگاه برای فوتون (شکل 10) داریم:

p=nmc

 


Figure 10


هنگامیه فوتون با یک الکترون برخورد می کند، تعدادی (یا همه ی ) سی. پی. اچ. های خود را از دست می دهد. این سی. پی. اچ. ها وارد ساختمان الترون می شوند. شکل 11 

 


Figure 11



در پدیده فوتو الکتریک تمام سی. پی. اچ. های فوتون وارد ساختمان الکترون می شوند.

در اثر کامپتون تعدادی از سی. پی. اچ. های فوتون وارد ساختمان الکترون می شوند.


فنر  Spring


یک نگاه جدید به فنر بیندازید. در اینجا یکسر فنر به دیوار وصل شده است (شل12). در فیزیک این مسئله با توجه به تبدیل انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی و بالعکس توجیه می شود. اجازه بدهید آنرا با تبدیل انرژی به نیرو و بالعکس توضیح دهیم.

 



 

Figure 12



.A
فنر با دست کشیده می شود. در مدتیکه ما فنر را می کشیم، انرژی دست ما به نیرو تبدیل می شود. در حقیقت تعدادی سی. پی. اچ. دست ما را ترک می کند و وارد فنر می شود. دست اندازه حرکت و انرژی از دست می دهد. و فنر اندازه حرکت و انرژِ می گیرد. این امر مانند مثال زیر است

مثال: یک واگن دارای مقداری شن است که با یک واگن خالی برخورد می کند. تعدادی از شن ها به داخل واگن خالی می افتند.

در مورد فنر می دانیم که نیرو برابر است با xk - =F  که این نیرو بطرف چپ وارد می شود. انرژی برابر صفر است

.B
نیرو در حال تبدیل شدن به انرژی است. فنر در حال بازگشت به موقعیت تعادل خود است
جسم با حرکت فنر مخالفت می کند. نیروی فنر به انرژی تبدیل می شود. مقدار نیروی فنر در حال کاهش است و بر مقدار انرژی جسم افزوده می شود

.C
هیج نیرویی به جسم وارد نمی شود، اما انرژی بیشرین مقدار است. جسم به طرف چپ حرکت می کند و انرژی به نیرو تبدیل و در فنر ذخیره می شود


گرانش Gravity


در نظریه سی. پی. اچ. ، گرانش یک جریان است. این جریان دائمی بین تمام ذرات و اجسام وجود دارد. به عنوان مثال به زمین و ماه توجه کنید.

According CPH Theory

Gravity is a currency among objects

 

زمین دارای میدان گرانش است. یک میدان گرانشی از تعداد متنابهی سی. پی. اچ. (گراویتون) تشکیل شده است. پس میدان گرانشی زمین نیز از تعداد بیشماری سی. پی. اچ تشکیل شده است که در اطراف زمین در حرکت هستند
فرض کنیم زمین منزوی است. یعنی هیچ کنش و واکنشی بین زمین و سایر اجسام وجود ندارد. در این صورت همه ی سی. پی. اچ. هایی که به زمین می رسند، جذب آن شده و از نیروهای موجود در آنجا اطاعت می کنند
اما همچنان که می دانیم زمین منزوی نیست و با سایر احسام کنش متقابل دارد
نگاهی به زمین و ماه بیندازید. در اینجا دو میدان وجود دارد، یکی میدان گرانشی زمین و دیگری میدان گرانشی ماه.
هنگامیکه یک گراویتون به زمین می رسد، گراویتون دیگری زمین را ترک می کند و به دلیل آنکه دارای یک زیر کوانتوم گرانشی است، زمین را به دنبال خود می کشد.
تا جاییکه زمین از حوزه عمل این زیر کوانتوم گرانشی خارج شود. مانند یک توپ که جدار خارجی آن را با چسب مایع آغشته کرده باشیم. هنگامیه می خواهیم آن را از زمین جدا کنیم، زمین را به دنبال خود می کشد

 

حرکت فوتون در میدان گرانشی و انحنای فضا

 

اگر حرکت فوتون ها در فضا بدون هیچگونه اثر گرانشی باشد، تنها حرت راست خط خواهند داشت. (قسمت بالای شل 9). اما فضا از گرانش انباشته است، یعنی جایی در فضا وجورد ندارد که بدون اثر گرانشی باشد. بنابراین مسیر فوتون شبیه سمت راست شکل 13 است


 


Figure 13 

 

در سمت چپ تصویر بالا فوتون در یک میدان گرانشی حرکت می کند.  فوتون دارای سرعت و فرکانس و انرژی زیر است: A در نقطه


speed  c, frequency f and energy of E

گرانش روی فوتون کار انجام می دهد. تعدادی گراویتون وارد ساختمان فوتون می شوند. فوتون به طرف جسم شتاب می گیرد. فرکانس، انرژی و سرعت فوتون افزایش می یابد
فرانس، انرژی و سرعت فوتون به قرار زیر است:Bدر نقطه

1frequency f, 1energy E

در مدت زمانیکه فوتون در حال سقوط است، فاصله ی فوتون و جسم رو به کاهش است.
برسد. در این نقطه ارژی، فرانس و سرعت آن ماکزیمم است. G تا به نقطه از این نقطه به بعد فرکانس، انرژی و سرعت آن کاهش می یابد تا در نقطه A'  مشابه نقطه A است.
رفتار فوتون در میدان گرانشی نظیرفنر و جسم است. هنگامیکه فوتون در حال سقوط است، فرکانس آن به سمت آبی جابجا می شود و هنگامیه در حال فرار از میدان گرانشی است، فرانس آن بطرف سرخ جابجا می شود.

نظریه سی. پی. اچ. تشریح جهان در ابعاد بسیار کوچک آن است. نظریه ای که بر پایه مفاهیمی عمیق بنا شده و استوار ترین ساختار ذهنی انسان را برای شناخت جهان بنا می سازد.


فضا توسط   CPH  خمیده می شود


CPH bends space


همچنانکه که می دانیم فرکانس فوتون در میدان گرانشی تغییر می کند. هنگامیکه گرانش روی فوتون کار انجام می دهد، انرژی و فرکانس فوتون افزایش می یابد. در صورتیکه کار منفی باشد، انرژی و فرانس فوتون کاهش می یابد.
هنگام جابجایی به سمت سرخ گرانش کار منفی است. و هنگام جابجایی به سوی آبی کار مثبت است.
هنگامیکه فوتون در حال فرار از میدان گرانشی است، جابجایی به سمت سرخ است و هنگام سقوط در میدان گرانشی، جابجایی به سمت آبی است. اگر نور در فضایی عبور کند که در آنجا میدان گرانشی وجود نداشته باشد، مسیر آن خط مستقیم است
حال فرض کنید نور از میدان گرانشی یک جسم چگال عبور می کند، گرانش روی آن کار انجام می دهد. اگر فاصله بین فوتون و جسم کم می شود، نور به سمت آبی جابجا می شود و هنگامیکه فاصله افزایش می یابد، جابجایی به سمت سرخ است. شکل 14
در شکل 15 نشان داده شده است که ناظر داخل و خارج مسیر نور را چگونه می بینند
 

 

Figure 14


انرژی نقطه صفر Zero Point Energy


یک کوانتوم انرژی از تعداد زیادی سی. پی. اچ. تشکیل می شود. سی. پی. اچ. ها روی یکدیگر کار انجام می دهند و انرژی تولید می کنند. البته این رویداد هنگامی رخ می دهد که چگالی گرانش بالا است. شکل 11
با توجه به اندازه ی فوتون گاما می توانیم چگالی سی. پی. اچ. را در ساختمان فوتون به دست آورد. قطر یک الکترون تقریباً بربر 18- ^ 10 متر است. یک فوتون گاما در تولید زوج، یک الکترون و یک پوزیترون تولید می کند. فرض کنیم حجم یک فوتون گاما تقریباً دو برابر حجم الکترون باشد.
 

 


Figure 15

 

فرض کنیم چگالی سی. پی. اچ. در ساختمان فوتون به صورت زیر باشد.

De(cph)=n per m^3

 

فضا از گراویتون انباشته است. گراویتون ها روی یکدیگر کنش دارند. آنها یکدیگر را جذب می کنند و امواج الکترومغناطیسی تولید می کنند. هنگامی گراویتون ها به انرژی تبدیل می شوند که چگالی آنها به مقدار زیر برسد:

De(cph)=n per m^3


بنابراین انتگرال روی فضا از چگالی صفر تا چگالی فوتون، پروژه ی تولید انرژی الکترومغناطیسی توسط گرانش است.

 

Integration of gravitons is a projection to production electromagnetic energy
 

به عبارت دیگر نیرو و انرژی هم ارز هستند. نیرو به انرژی تبدیل می شود و انرژی قابل تبدیل به نیرو است.


نمودارهای سی. پی. اچ. Designing by CPH


 تبدیل نیرو، انرژی و جرم به یدیگر

سی. پی. اچ. ها یکدیگر را جذب می نند و انرژی تولید می نند. شل 16
انرژی به ماده و پاد ماده تبدیل می شود. ماده وپاد ماده یکدیگر را جذب کرده و متلاشی می شوند و انرژی تولید می کنند.

 
Force < = = = > Energy < = = = > Mass

 

در حقیقت انرژی واسطه میان نیرو و جرم است.


Conversion Force-Energy-Mass


 

Figure 16

 

 سرعت حد در جهان و اسپین


سی. پی. اچ. با مقدار سرعت ثابت Vc حرکت می کند . بنابراین هنگامیکه سرعت انتقالی آن کاهش می یابد بر مقدار اسپین آن افزوده می شود. شکل 17


GradVc=0, in all inertial frames and any space


 


17Figure



به عبارت دیگر اسپین سی. پی. اچ. تابع چگالی ماده است. هنگامیکه چگالی ماده افزایش می یابد، اسپین نیز افزایش می یابد. شکل 18

 

Figure 18

 


 
اسپین CPH و زمان

CPH Spin of dna Time


زمان و اسپین رابطه ی مستقیمی با یکدیگر دارند. شکل 19

 

Figure 19


هنگامیکه اسپین سی. پی. اچ. کاهش می یابد، زمان نیز کاهش می یابد، به عبارت دیگر ساعتها کندتر کار می کنند. بنابراین هنگامیکه سرعت انتقالی جسم یا ذره افزایش می یابد، زمان کند می شود. همچنین با توجه به اینکه سی. پی. اچ. با مقدار سرعت ثابت حرکت می کند، هیچ لحظه ای از عمر سی. پی. اچ. نمی گذرد. بنابراین زمان تنها به ذرات و اجسام مربوط می شود که مقدار سرعت آنها قابل تغییر است.  بنابراین هر جسم یا ذره ای در جهان یک ساعت است. و آهنگ ساعت ها تابع نیروی خارجی است که به آنها وارد می شود.


 
سرعت انتقالی سی. پی. اچ. و نیروی خارجی


Linear Speed of CPH and External Force


سرعت انتقالی تابع نیروی خارجی است. شکل 20
هنگامیکه نیروی خارجی به سمت صفر میل می کند، سرعت انتقالی سی. پی. اچ. به سمت
Vc یعنی سرعت حد میل می کند.

 


 20 Figure

 

اطلاعات در مورد مهبانگ و درون سیاه چاله ها


Information about Big Bang and Inside of Black Hole


با توجه به نظریه بیگ بنگ، جهان در 14 بیلیون سال پیش از یک توده فوق العاده داغ و چگال آغاز شده است. پس از آن جهان به طور مداوم شروع به گسترش کرده و در حال سرد شدن است. و تمام جهان سرشار از نورهای ساطع شده از مهبانگ است. نوری که اکنون به ما می رسد، حدود 14 بیلیون سال در راه بوده است. بنابراین به ما این امکان را می دهد که ازدل زمان عبور کرده و نگاهی به گذشته بیندازیم و دوران ابتدایی عالم را ببینیم
 

نگاهی به اطلاعات و ارقام می تواند کمک کند تا پرده از برخی اسرار جهان بر داریم


عمر جهان
Age of universe
Universe is 13.7 billion years old
T=13.7x10^12 years =4.3x10^20 s

شعاع جهان
Radius of universe
R=1.6x10^26 m

حجم جهان
Volume of universe
V=4/3 pi R^3
V=17.1x10^78m^3

 

چگالی چهان

Density of universe
D=10^-18 kg/m^3


جرم جهان

Mass of universe
M=(density)x(volume), so;
M=DV=10^-18x17.1x10^78=17.1x10^60 kg


و هنگامیه جهان در هم فرو خواهد ریخت

When Universe Collapes

برای یک لحظه شتاب جهان و انبساط جهان را فراموش کنید. حالا فرض کنید جهان در حال فرو ریختن در خود است. چه اتفاقی خواهد افتاد؟

در این حالت تمام شواهد نشان می دهد
 که جهان در حال انقباض است
نخست نور ستارگان به طرف آبی جابجا می شوند
فاصله بین اجسام در حال کاهش است
بنابراین فاصله بین زمین و ماه کاهش می یابد، ماه به زمین وصل می شود. زمین و سایر سیارات در خورشید سقوط می کنند. فشار گرانش افزایش می یابد. خورشید وستاره ی آلفا قنطورس (نزدیکترین ستاره به خورسید) یکدیگر را جذب می کنند. فاصله ها به سرعت کاهش می یابد. حجم جهان کاهش می یابد و شدت گرانش و فشار آن افزایش می یابد

چه اتفاقی برای اتمها می افتد؟
شعاع مدار اتمها کاهش می یابد. الکترونها در هسته سقوط می کنند. بنابراین تنها هسته ها باقی می مانند. همچنین ممکن است حجم هسته ها نیز کاهش یابد. اما ما هیچگونه شاهدی بر این امر نداریم. لذا اجازه بدهید با توجه به چگالی هسته بحث را ادامه دهیم.

 

چگالی هسته

 

Density of nuclear is. 

2x10^17 kg/m^3

فرض کنیم جهان کاملاً درهم فرو ریزد. بنابراین با توجه به چگالی هسته حجم جهان را حساب می کنیم

حجم جهان

Vo=M/D=17.1x10^60 kg/2x10^17 kg/m^3=8.5x10^43 m^3


آنگاه شعاع جهان برابر خواهد شد با

Ro=2.7x10^14 m

و این یک سیاه چاله ی مطلق است.


سیاه چاله مطلق

Absolute Black holes

با توجه به نظریه سی. پی. اچ. همه چیز از سی. پی. اچ. ساخته شده است. همچنین هسته ها نیز از سی. پی. اچ. ساخته شده اند. سی. پی. اچ. ها در هسته اتم اسپین دارند و در کنار یکدیگر حرکت می کنند. سی. پی. اچ. دارای اسپین و حرکت انتقالی است. بطوریکه

gradVc=0 in all inertial frames and any space

فرض کنیم یک سی. پی. اچ. دارای سرعت انتقالی و اسپین

v, s

هنگامیکه سرعت انتقالی آن به سمت صفر میل می کند، اسپین آن به ماکزیمم می رسد. هنگامیکه فشار گرانش خیلی افزایش یابد، فاصله بین سی. پی. اچ. ها کاهش می یابد. هیچ جسم یا ذره ای حتی نور و سایر امواج الکترمغناطیسی نمی تواند از میدان گرانش آن بگریزد. شکل 21


Figure 21

 


در این حالت سرعت انتقالی سی. پی. اچ. نزدیک به صفر است. مهبانگ (بیگ بنگ ) از سیاه چاله ای نظیر آن بوجود آمده است
با توجه به معادله زیر ما می توانیم درک خوبی از مهبانگ داشته باشیم
 


 

فرض کنیم شدت گرانش به قدری باشد که سی. پی. اچ. ها در سطح یک سیاه چاله تنها دارای اسپین باشند. چنین سیاه چاله ای یک سیاه چاله ی مطلق است. در این حالت سی. پی اچ. از نیروی خارجی تبعیت نمی کند و سیاه چاله ی مطلق منفجر می شود
 


در لحظات اولیه سی. پی. اچ. ها با سرعت Vc می گریزند و اثر گرانش در همه جا گسترش می یابد. با توجه به اینکه شعاع جهان در این حالت از رابطه زیر به دست می آید

Ro<<2.7x10^14 m

و با توجه به سرعت سی. پی. اچ. جهان در چند ثانیه شدیداً منبسط می شود. اما در آنجا ماده و انرژی وجود ندارد. در این وضعیت تنها سی. پی. اچ. است که با سرعت انتقالی Vc در فضا منتشر می شود. اما سی. پی . اچ. ها با یکدیگر دارای کنش متقابل هستند و یکدیگر را جذب می کنند. سی. پی. اچ. ها اسپین می گیرند و کوانتوم های کوچک انرژی شکل می گیرند. آنگاه امواج الکترومغناطیسی ظاهر می شوند. این مرحله در یک مدت زمان بسیار طولانی اتفاق می افتد. بتدریج انرژی در مدت های کوتاه تری تولید می شود. و مقدار زیادی کوانتوم های بزرگ انرژی ظاهر می شود. به مرکز انفجار توجه فرمایید. مرکز سیاه چاله مطلق نظیر مرز سایر اجسام بزرگ است و فشار گرانش در آنجا تقریباً صفر است. بنابراین هنگامیکه جهان (سیاه چاله مطلق) منفجر می شود، مرکز آن تحت فشار شدید از همه ی اطراف قرار می گیرد. شکل 22
 

Figure 22

 

در ثانیه اول انفجار کنش و واکنش ها در مرکز جهان بسیار شدید است. مقادیر متنابهی انرژی تشکیل می شود و به ماده و پاد ماده تبدیل می شوند. شل23 
بتدریج گرد وعبار و اجسام ظاهر می شوند. با انبساط جهان اندازه اتمها نیزافزایش می یابد


و آین تاریخ واقعی جهان ما است.

 



 

برتری نظريه سی. پی. اچ. نسبت به نظریه ریسمانها

 

 

  CPH Theory درنيرو و انرژی قابل تبدل به يكديگر هستند. همچنين با توجه به نسبيت كه در آن جرم و انرژی هم ارزند، بنابر اين، نيرو، انرژی و جرم هم ارز می باشند. و می توان نتيجه گرفت كه نيرو، انرژی و جرم سه جلوه (ظاهر) متفاوت از يك ذره واحد و بنيادی هستد و ما بايد تصورات خود را در مورد نيرو، انرژی و جرم تغيير دهيم.

در نظزيه سي. پي. اچ. تمام ذرات بنيادي اعم از بوزون ها و فرميونها و حتي كواركها از ذره ي بنيادي واحدي به نام سي. پي. اچ. تشكيل مي شوند. شكل 19 را ببينيد.

 

 

 

Figure 23

    

برتری نظريه سی. پی. اچ. نسبت به نظریه ریسمانها

  

  CPH Theory درنيرو و انرژی قابل تبدل به يكديگر هستند. همچنين با توجه به نسبيت كه در آن جرم و انرژی هم ارزند، بنابر اين، نيرو، انرژی و جرم هم ارز می باشند. و می توان نتيجه گرفت كه نيرو، انرژی و جرم سه جلوه (ظاهر) متفاوت از يك ذره واحد و بنيادی هستد و ما بايد تصورات خود را در مورد نيرو، انرژی و جرم تغيير دهيم.

در نظزيه سي. پي. اچ. تمام ذرات بنيادي اعم از بوزون ها و فرميونها و حتي كواركها از ذره ي بنيادي واحدي به نام سي. پي. اچ. تشكيل مي شوند. شكل 19 را ببينيد.

 در اين نظريه بر خلاف نظريه ريسمانها مي توان علت ثابت بودن سرعت نور و مسير منحي شكل نور را در ميدانهاي گرانشي توضيح داد. در واقع:

1-     نظريه سی. پی. اچ. هر سه نظريه ی مکانيک کلاسيک، مکانيک کوانتومی و نسبيت را پوشش می دهد.

2-     بسياری از پديدهای فيزيکی که نظرات قديمی و حتي نظريه ريسمانها قادر به توضيح انها نيستند، در نظريه سی. پی. اچ. بسادگی قابل توضيح دادن است.

3-     منشاء زمان و شرايط پيدايش جهان قابل مشاهده (بينگ بنگ) توضيح داده می شود.

4-     در فيزيک تا به حال همواره از تاثير نيرو بر اجسام صحبت می شود. نظريه سی. پی. اچ. اولين نظريه ای است که از تاثير اجسام بر نيرو سخن می گويد.

5-     نظريه سی. پی. اچ. فيزيک را از حالت يک دانش پيچيده و خشک، به صورت يک دانش ساده و شهودی در آورده است.

6-  از زمان مطرح شدن نظريه ريسمانها به دليل آنكه توان توضيح پديده ها را با همان ده بعدي كه در آغاز بيان كرده بود نداشت، دائم بر تعداد ابعاد آن افزوده مي شود و امروزه تلاش مي شود با بيست و شش بعد به توضيح جهان بپردازد. در حاليكه نظريه سی. پی. اچ. نيازي ندارد ابعاد اضافي را بكار گيرد.

7- در ساختار كلان حهان همان قانونی حاكم است كه در كوچكترين واحدهای كميت های طبيعت حاكم است. يعنی قوانين جهان ميكروسكپی را می توان به جهان ماكروسكپی تعميم داد و اين كاري است كه نظريه سي. پي. اچ. انجام داده است.

 اميد است نظريه ی سی. پی. اچ. بتواند در گسترش بحثهای علمی در دانشگاه های کشور موثر واقع شود. گسترش بحث و تبادل نظر در زمينه های علمی می تواند در نهادينه شدن گفتمان منطقی در جامعه مفيد باشد.

 

 شاد و پيروز باشيد

حسين جوادی

 

منابع:

آشنایی با فیزیک اتمی و هسته ای نوشته هنری سمت و جان ر. آلبرایت ترجمه خسرو بخشایی انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

تکامل علم فیزیک نوشته آلبرت اینشتین و اینفلد  ترجمه احمد آرام انتشارات پرتو

کوارکها نوشته هارالد فربج ترجمه جهانشاه میرزا بیگی انتشارات علمی و فرهنگی

مرزهای فیزیک - ستاره شناسی نوشته فرد هویل و جایانت نارلیکار ترجمه بهزاد قهرمان انتشارات آستان قدس رضوی

نظریه های علمی- رد یا تعمیم نوشته حسین جوادی  انتشارات اتا

نسبیت و مفهوم نسبیت نوشته آلبرت اینشتین ترجمه محمدرضا خواجه پور انتشارات خوارزمی

اختر فیزیک نسبیتی نوشته رومن سگسل و هانه لوره سگسل ترجمه رضا منصوری انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

تئوری نسبیت و ساختمان عالم نوشته کاظم عضو امینیان انتشارات  نشر ایرانشهر

نسبیت و کیهان شناسی نوشته ویلیام جی-کافمن ترجمه تقی عدالتی و بهزاد قهرمان انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

فیزیک ذرات بنیادی نوشته ال. جی. تاسی ترجمه مهدی بارزی انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

تاریخچه زمان نوشته استیون هاوکینگ ترجمه محمد رضا محجوب انتشارات شرکت سهامی انتشار

فیزیک کوانتومی نوشته رابرت آیزبرگ و رابرت رزنیک ترجمه ناصر نفری انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

مبانی فیزیک نوین نوشته ریچارد وایدنر و رابرت سلز ترجمه علی اکبر بابائی و مهدی صفا انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

نور شناخت نوشته بوجین هشت و آلفرد زایاک ترجمه پروین بیات مختاری و حبیب مجیدی انتشارات مرکز نشر دانشگاهی

فلسفه علم نوشته رادولف کارناپ ترجمه خسرو یوسف عقیقی انتشارات نیلوفر

 

Charlese Dull H. Clark Metcalfe-Johne. Williams Modern Physics

Gerald Hoton Concepts and Theories in Physics Science

Subrahman and Brij Lal Principles of Physics

Genaral Theory of Physics C. W. Kilmister

 http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/qg_ss.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_geometry

http://members.aol.com/RKDX/Quantum-Loop-2.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Loop_quantum_gravity

http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-1998-12/

http://cfa-www.harvard.edu/~jcohn/lens.html

http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/features/news/grav_lens.html

http://mrm.persianblog.com/

http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/model.html

http://superstringtheory.com/experm/exper2.html

http://zebu.uoregon.edu/~js/cosmo/lectures/lec21.html

 http://www.tshankha.com/index.htm

http://www.mame.mu.oz.au/dynamics/plan2001.html

http://tena4.vub.ac.be/beyondstringtheory/mtheory.html

http://gravityandspace.com/

http://www.hawking.org.uk/

 

 

 



Copyright © 2003-2012 by HUPAA, All rights reserved. www.hupaa.com