مشکل پنجم: منحنی چرخش کهکشان ها ( ماده ی تاریک)
(از این جا به بعد دیگه مشکلات جنس دیگری خواهند داشت و بیشتر به مشکلات ِ فیزیک مربوط می شوند تا صرفا کیهان شناسی! البته که راه حلِ این مشکلات تورم نخواهد بود!!)
ا
حتمالا داستان کشف ِ ماده ی تاریک را شنیده اید: کیهان شناسان با مطالعه ی منحنی ِ مربوط به سرعت ِ چرخش ستاره ها به دور کهکشان متعجبانه در یافتند که این سرعت با محاسبات سازگار نیست.
http://upload.wikimedia.org/wikipedi...cRotation2.svg
منحنی آبی رنگ بر اساس محاسبات است و قرمز بر اساس مشاهده (امتیاز تصویر: ویکی پدیا)
اولین چیزی که به ذهن ِ فیزیک دانها رسید این بود که ماده ای نادیدنی در اطراف کهکشانها وجود داره که باعث می شه کهکشان، اون طور که باید نچرخه و متفاوت از محاسباتی که بر مبنای ماده ی قابل دید باشه بچرخه. (این ماده ی نا دیدنی همون ماده ی تاریکه)
خیلی ها همین ماده ی نادیدنی رو به عنوان ِ دلیل ِ این ناسازگاری معرفی کردند. ولی در این میان فیزیک دانانی هرچند کم تعداد هستند که معتقد اند دلیل ِ این ناسازگاری، اینه که ما شکل ِ درسته قانون ِ دوم نیوتون رو نمی دونیم. این فیزیک دانها که به موندیست ها (طرف داران ِ نظریه ی دانشمندی به اسم موند (و=ضمّه)) معروف هستند که معتقد اند در گرانش های کم شکل ِ قانون دوم نیوتون تغییر می کنه و این باعث ِ شکل ِ نادرست منحنی سرعت ستاره به دور کهکشان میشه.
البته به دلیل ِ موفقیت بی چون و چرای ماده ی تاریک، فیزیک دانهای خیلی خیلی کمی طرفدار ِ نظریه ی موند هستند.
بزرگترین مشکل ِ ماده ی تاریک، همان ماهیت تاریک ِ این ماده است که معلوم نیست از چه ساخته شده. دانشمندان قویا در تلاش اند تا ماهیت ِ این ماده رو بشناسند این ماده فقط بر هم کنش گرانشی و بر هم کنش ضعیف داره (بر اساس نظر فیزیک دانان ِ ذرات بنیادی) و این باعث میشه که به شدت آشکار سازی ِ ماده ی تاریک سخت بشه.
نقل قول:
نوشته اصلی توسط
solh
چند روز قبل يه چيز جالب در اختر فيزيك مقدماتي خوندم كه نوشته بود سن برخي از خوشه هاي گوي سان بيشتر از سن جهان تخمين زده شده ، در اين مورد كسي چيزي ميدونه؟
این البته قدیمیه ولی اون موقع شوک بزرگی برای کیهان شناسها بود.
مشکل ِ ششم: انبساط ِ فزاینده!(انرژی تاریک)
نظریه ی نسبیت ِ عام پیش بینی می کند که حتی اگر جهان ِ ما دارای انرژی ِ زیادی باشد تا حدی که با یک جهان ِ باز رو به رو باشیم در نهایت باید انبساط ِ کند شونده را ببینیم. اما در سال ِ 1998 دانشمندان با بررسی نور ِ ابر نواختر های نوع ِ یک در کهکشان های مجاور به این نکته پی بردند که شتاب ِ انبساط ِ عالم از پنج میلیارد سال ِ پیش تا الان به جای ِ این که منفی باشد، مثبت است! و این برای کیهان شناسها مشکل ِ بسیار بسیار جدیی بود!
این یعنی یک انرژی ِ نا معلوم داره انبساط رو سریعتر می کنه و چون ماهیت ِ این انرژی نا معلوم بود (و هست) اسمش رو گذاشتند انرژی ِ تاریک. در واقع تا الان هیچ توضیح ِ قابل ِ قبولی برای این انرژی ارائه نشده.
اما مسخره تر از اینه نحوه ی درگیر کردن ِ این انرژی در محاسبات ِ دانشمنداست:
لپ ِ کلام ِ نسبیت ِ عام، اینه که به ازای ِ یک توزیع ِ انرژی ِ خاص در فضا، یک خمیدگی در فضا-زمان رخ میده. یعنی یک طرف ِ معادله ی نسبیت ِ عام توضیع ِ انرژی در فضا قرار داره و یک طرف ِ معادله هم خمیدگی در فضا-زمان. بدیهی هستش که انرژی ِ صفر معادل ِ خمیدگی ِ صفر هست.
اما کیهان شناسان اومدند معادلات ِ نسبیت ِ عام رو دستکاری کردند و یک جمله ی ثابت به معادلات اضافه کردند که نشان میده در توضیع ِ انرژی ِ صفر هم یک خمیدگی ِ ثابت وجود داره! و این یعنی حتی اگر انرژی صفر باشه این خمیدگی ِ ثابت جهان رو منبسط می کنه.
http://upload.wikimedia.org/math/f/9...a4454862a6.png
معادله ی گرانش در نسبیت ِ عام (ویکی پدیا)
علی رغم ِ این که کیهان شناسان به موفقیت های نسبی ِ خوبی در مورد ِ ماهیت ِ ماده ی تاریک رسیدند اما به جرات میشه گفت که هیچ چیزی راجع به انرژی ِ تاریک نمی دوند (با این حال اون رو جزو ِ سرشت گرانش حساب کردند!!!)
مشکل ِ هفتم (آخر): فیزیک (ریشه ی مشکلات!)
شاید این مشکل را ریشه ی تمام ِ مشکلات ِ کیهان شناسی نامید!!!
این که فیزیک ِ ما کامل و جامع نیست و هنوز به قول ِ مسعود فراصتی(!) سوراخهای ِ زیادی دارد مشکلات ِ زیادی را هم به دنبال خواهد داشت.
اولین مرحله ی این مشکل از این جا شروع می شود که نسبیت ِ عام که نظریه ی توصیف کننده ی گرانش است کاملا هندسی است ولی کوانتم که روی ِ دیگر فیزیک است مبتنی بر نظریه ی میدان هاست (تحلیلی است نه هندسی) و پیوند دادن ِ این دو نظریه تا کنون هم با موفقیت انجام نشده!!!
یعنی ما یک نظریه ی گرانش ِ کوانتمی ِ درست و حسابی نداریم که هم مثل ِ نسبیت ِ عام پیش بینی های دقیق بکند و هم مثل ِ کوانتم در ابعاد ِ زیر اتمی جواب دهد. این مشکل وقتی تشدید می شود که در اوایل ِ کیهان اندازه ی آن در ابعاد ِ اتمی بود و جرم ِ آن زیاد و برای این که بفهمیم آن روز ها چه اتفاقی رخ داده باید بتوانیم کوانتم را با نسبیت ِ عام هم زمان به کار ببریم.
اگر روزی فیزیک ِ ما کامل شود می توانیم تورم را توجیه کنیم و ماده ی تاریک را بفهمیم و دلیل ِ انرژی ِ تاریک را بدانیم.
تا آن روز صبر باید!!!:grin: