شبکه‌ی دیدگاه: نیروهای سرنگونی‌طلب متحد شوید didgah      

صفحه‌ی نخست‌

حقوق بشر

يادداشت هفته

 پيوندها 

دوشنبه ۲۸ آبان ۱۳۹۷ - ۱۹ نوامبر ۲۰۱۸



سايت ديدگاه


اگر عضو یکی از شبکه‌های زیر هستید می‌توانید این مطلب را به شبکه‌ی خود ارسال کنید:
فیس بوک Yahoo Google Twitter Delicious دنباله بالاترین

"مدل استانداردِ" فیزیک ذرّات، قصه‌ای ناتمام

همنشين بهار

 

به یاد یار مهربان، مجید حقیقتیان، (که با فتوای هولناک آیه‌الله خمینی در اسیرکُشی سال ۶۷ جاودانه شد)، این مقاله را می‌نویسم. مجید می‌کوشید کتاب «سه دقیقه‌اول» The First Three Minutes  اثر استیون واینبرگ Steven Weinberg را به فارسی ترجمه کند. البته او برخلاف «استیون واینبرگ» معتقد نبود «هرچه جهان درک پذیرتر به نظر می‌رسد، به همان اندازه هم بی‌ هدف تر به نظر می‌رسد.»

 

آشنایی با ذرات بنیادی، درک ما را از جهان و هرچه درآن است بالا می‌برَد.
 

جهان ما از ذرات بنیادی Elementary Particles تشکیل شده که توسط نیروهای گرانشی، الکترومغناطیسی و هسته‌ای به هم پیوند یافته‌اند. سلسله مراتب ساختمانی آن در فضا (از هسته‌های اتم گرفته تا ابر کهکشانها) و سیر تکاملی آن (از گوی آتشین تا اشکال کنونی) توسط ویژگیهای ذرات بنیادی و برهمکنش (تعامل) آنها اداره می‌شود.

بنابراین، تشریح ساختمان جهان و تکامل آن بر اساس خواص و برهمکنش ذرات بنیادی صورت می‌گیرد.

 

در زﻣﺎﻧﻬﺎی دور ﻣﺮدم ﻓﮑﺮ می‌کردﻧﺪ ﮐﻪ همه ﭼﻴﺰ از ﻋﻨﺎﺻﺮ ﭼﻬﺎر ﮔﺎﻧﻪ، یعنی از ﺁب، ﺧﺎک، ﺁﺗﺶ و هوا ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ و ﻣﻌﺘﻘﺪ بودﻧﺪ ﮐﻪ اﻳﻦ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﺑﺎ هم سر ستیز دارند. ﺁب را ﻣﺘﻀﺎد ﺁﺗﺶ و هوا را ﻣﺘﻀﺎد ﺧﺎک ﻣﯽ داﻧﺴﺘﻨﺪ...

اما، ﻃﻮﻟﯽ ﻧﮑﺸﻴﺪ ﮐﻪ ﻓﻬﻤﻴﺪﻧﺪ دﻧﻴﺎ پیچیده‌تر از آن ‌است که فکر می‌کنند.

از ﺳﺎل ۱۹۰۰ ﺑﻪ ﺑﻌﺪ گفته شد اﺗﻤﻬﺎ ذرات ﺑﻨﻴﺎدﻳﻦ هستند اما بعداً ﺗﺤﺖ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺗﻬﻴﻪ ﺟﺪول ﺗﻨﺎوﺑﯽ، داﻧﺸﻤﻨﺪان در ﻳﺎﻓﺘﻨﺪ ﮐﻪ اﺗﻢ ﻧﻴﺰ ﺑﻨﻴﺎدﻳﻦ ﻧﻴﺴﺖ. ﺁﻧﻬﺎ ﺗﻮاﻧﺴﺘﻨﺪ اﺗﻢ را ﺑﻪ دو ﺑﺨﺶ ﻣﺠﺰا (هسته واﻟﮑﺘﺮوﻧﻬﺎ) ﺗﻘﺴﻴﻢﮐﻨﻨﺪ.

ابتدا ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﻓﺸﺮدﮔﯽ هسته اتم، تصور می‌شد هسته، ﺑﻨﻴﺎدﻳﻦ اﺳﺖ. اﻣﺎ معلوم گردید هسته هم، از ذرات ﮐﻮﭼﮑﺘر ﭘﺮوﺗﻮن و ﻧﻮﺗﺮون ﺳﺎﺧﺘﻪﺷﺪﻩ اﺳﺖ.

همه جا صحبت از این شد که سه ذره پرتون، نوترون و الکترون، ذرات بنیادی عالم هستند و نمی‌توان آنها را به اجزای کوچکتری تقسیم کرد. (این باور هنوز در مورد الکترون وجود دارد)، اما تبدیل پروتون و نوترون به یکدیگر در برخی واکنش های هسته ای و آزمایش های پیشرفته تری که در شتاب دهنده های ذرات بنیادی انجام شد، نشان داد که آنها نیز، در ذرات کوچکتری به نام «کوارک» quark  ریشه و لانه دارند.

ﮐﻮارک ها ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻧﻘطه در هندﺳﻪ، از هیچ ﭼﻴﺰ دﻳﮕﺮی ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻧﺸﺪﻩاﻧﺪ و بعبارتی ﺑﻨﻴﺎدﻳﻦ محسوب می‌شوند و ﺑﺨﺶ اﻋﻈﻢ ﻣﺎدﻩ ﻣﻮﺟﻮد در ﻋﺎﻟﻢ را ﺗﺸﮑﻴﻞ ﻣﯽدهند.

تاکنون شش نوع کوارک شناخته شده‌است که ﻓﻴﺰﻳﮑﺪان ها ﺗﺮﺟﻴﺢ ﻣﯽدهند از ﺁﻧﻬﺎ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺳﻪﮔﺮوﻩ دو ﺗﺎﻳﯽ ﻳﺎد ﮐﻨﻨﺪ. 

گروه top/bottom

گروه up/down

گروه charm/strange

 

برای نگه داشتن کوارک ها کنار یکدیگر و اینکه از هم وا نروند، چسب و سریشم مخصوصی لازم است! این وظیفه به عهده ذرات دیگری است که «گلئون» Gluon  نام دارند. دانشمندان معتقدند، کوارک ها، باضافه الکترون، گلئون، فوتون، ذره (بوزون) هیگز، Higgs boson  و چند ذره دیگر می‌توانند از پس توضیح و تشریح همه پدیده های جهان، برآیند.

 

Standard Model  ﻣﺪل اﺳﺘﺎﻧﺪارد، تاج سر فیزیک مُدرن
 

مدل استاندارد فیزیک ذرات، یعنی چه؟

مدل استاندارد یک نظریه کامل برای شرح ذرات بنیادی و توضیح برهمکنش (رابطه و شیوه برخورد) آنها است.

 

به جز جاذبه (اثرهای گرانشی)، همه آنچه در دنیای ما رخ می‌دهد، با قوانین و معادلات مدل استاندارد قابل بیان است.

پرونده:DNA orbit animated.gif 

مُدل استاندارد در دهه ۱۹۷۰ فرمول بندی شد و در اوایل دهه ۱۹۸۰ آزمایش ها به طور نسبی درست بودن آن را نشان دادند. نزدیک به سه دهه آزمایش های دقیق و موشکافانه نظریه را آزموده‌اند و تائید کرده‌اند که پیش بینی های آن درست است.

 

 «عبدالسلام» فیزیکدان ‫‪ ﭘﺎﮐﺴﺘﺎﻧﯽ ﺑﺎ ﮐﻤﮏ «استیون واینبرگ»، داﻧﺸﻤﻨﺪﺁﻣﺮﻳﮑﺎﻳﯽ ﺑﺎ ﮔﺴﺘﺮش ﮐﺎرهای ﻗﺒﻠﯽ «شلدون لی گلاشو»، ﺗﻮاﻧﺴﺘﻨﺪ ﻣﺪل اﺳﺘﺎﻧﺪارد را ﺑﻪ وﺟﻮد ﺁورﻧﺪ. اﻳﻦ ﺳﻪ داﻧﺸﻤﻨﺪ از جمله ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ اراﻳﻪ اﻳﻦ ﻣﺪل، ﺟﺎﻳﺰﻩ ﻧﻮﺑﻞ ﻓﻴﺰﻳﮏ ۱۹۷۹را درﻳﺎﻓﺖ ﮐﺮدﻧﺪ .

 

گفته شده: «مُدل استاندارد فیزیک ذرات، شعری ناتمام است و به رغم آنکه ناتمام است، درخشان ترین اثر هنری در ادبیات فیزیک و تاج سر فیزیک مدرن محسوب می‌شود.»

 

ﻣﺪل اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﺷﺮح ﻣﯽدهد ﮐﻪ ﺟﻬﺎن از ﭼﻪﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ و ﭼﻪ ﭼﻴﺰهاﻳﯽ ﺁن را ﻳﮏ ﭘﺎرﭼﻪ ﻧﮕﺎﻩﻣﯽدارد. اﻳﻦ ﻧﻈﺮﻳﻪ ﺳﺎدﻩ، ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت و ﻓﻌﻞ واﻧﻔﻌﺎﻻت ﭘﻴﭽﻴﺪﻩ ﻣﻴﻠﻴﺎردها ﻣﻴﻠﻴﺎرد ذرﻩﻋﺎﻟﻢ را در ﻗﺎﻟﺐ ذرات (شش نوع کوارک quark  و شش نوع لپتون   lepton و ذرات ﺣﺎﻣﻞ اﻧﺮژی) ﺑﻴﺎن ﻣﯽﮐﻨﺪ  

(لپتون از واژه یونانی لپتوس به معنای ریز و کوچک و نازک گرفته شده‌است. لپتون ها از دسته ذرات بنیادی هستند که می‌توانند بر نیرو های الکترو مغناطیسی گرانشی و نیروی ضعیف اثر کنند.)


ﻣﺪل اﺳﺘﺎﻧﺪارد یا قانون نیوتون فیزیک ذرات، ﭘﺪﻳﺪﻩ های ﺑﺴﻴﺎری را ﺑﺎ دﻗﺖ ﺑﺎور ﻧﮑﺮدﻧﯽ ﭘﻴﺶ ﺑﻴﻨﯽ ﻣﯽﮐﻨﺪ وﻟﯽ، ﺟﺎذﺑﻪ را نمی‌تواند توجیه کند. این مدل، معادله ریاضی ساده و زیبایی دارد که ما را قادر می‌سازد درهای بسته بسیاری را باز کنیم و قفل هایش را بشکنیم !

چرا آسمان آبی است؟ چرا دی‌ان‌ای (دئوکسی‌ریبونوکلئیک اسید)، این شکلی است؟ چرا هر ماده‌ای ضد ماده دارد...نوترینو چیست؟ تاکیون چیست؟ گراویتون ها چه جوری هستند؟ بوزون هیگز کجا است؟...

(بدون ذره هیگیز، اجناس این معادله جور نیست ! )

 

ذرات هیگز، «توالت مُدل استاندارد» است !
 

ذرات هیگز، یادآور فیزیک‌دان انگلیسی «پیتر وار هیگز» Peter Ware Higgs  است. او «بوزون هیگز» (ذره میدان هیگز)، را پیشنهاد نمود. وجود این ذره بنیادی، توسط مدل استاندارد فیزیک ذرات هم پیش‌بینی شده‌است.

«میدان هیگز»، در نظریه های آزمایشی فیزیک دانان در مورد جرم، نقش بارزی دارد، عالم گیر بوده، تمام جهان را فرامی‌گیرد. نه فقط فضا، من، شما، همین نوشته که دارید می‌خوانید، درون ما،....و، کل جهان از سفیدی نمکش تا سیاهی ذغال، را میدان هیگز گرفته و در آن جاری و ساری شده‌است.

الکترون‌ها، و کوارک هایی که درون و بیرون خودمان در جهان می‌بینیم، سنگین و متین و «وزین» و جاافتاده‌اند. جرم Mass دارند چون با میدان هیگز قوم و خویش هستند و از آن تأثیر می‌گیرند.

گفته می‌شود جرم ذرات بنیادی از برهمکنش با میدان هیگز به وجود می‌آید. خب، اگر میدان هیگز وجود داشته باشد، طبق نظریه هیگز، وجود یک ذره وابسته به آن به نام هیگز، ردخور ندارد.

ذرات هیگز به واقع مانند یک لوله کش با نوار چسب، «مدل استاندارد» را سرپا نگه داشته و بسیاری از ناهنجاری های آن را پوشانده‌است.

«شلدون لی گلاشو» برنده جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۷۹ زمانی فرضیه وجود ذرات هیگز را «توالت مدل استاندارد» برای تعریف ذرات فیزیکی نامید.

منظور او این بود که «ذرات هیگز» وجودش ضروری است و نمی‌تواند نباشد. وظیفه مهم ذرات هیگز، حفظ اعتبار مدل استاندارد، لااقل به شیوه ای معنوی است.

 

در «مدل استاندارد»، «هیگز» تنها ذره‌ای است که به صورت تجربی مشاهده نشده‌است. مشاهده تجربی این ذره ممکن است چگونگی جرم‌دار شدن ماده را توسط ذرات بنیادی بدون جرم دیگر، توضیح دهد.

ذره هیگز، یک مؤلفه بسیار مهم در دنیای ماده‌است. تا کنون، هیچ آزمایشی آن را تشخیص نداده‌است، شاید برخورددهنده بزرگ هادرون (LHC) شواهد تجربی کافی برای وجود یا عدم وجود این ذره ارائه کند.

اگر وجود هیگز ثابت شود، بخش عمده ای از پرسش‌های دانشمندان برای توجیه جرم دار شدن سایر ذرات جواب می‌گیرد.

توجه داشته باشیم که مبانی درک نوین از جرم بسیار پیچیده تر از تعریف نیوتن، و مبتنی بر مدل استاندارد است.

گفته می‌شود ذرات هیگز در سرتاسر جهان مثل گلهایی در یک دشت، پخش و پلا هستند و کمک می‌کنند تا ذرات «وزین» و متین و جرم‌ دار شوند!

باید توضیحی وجود داشته باشد که چرا ذرات بنیادی جرم دارند. حتی اگر ذرات هیگز، کشف و اثبات نشوند، باید چیز دیگری وجود داشته باشد که حلقه مفقوده «مُدل استاندارد» را تکمیل نماید. «چیزی» که تاثیر و مکانیسم ذرات هیگز را دارد.

 لیان لدرمن Leon Lederman  در کتابی به نام ذره خدا در سال ۱۹۹۳ ذره هیگز را «ذره خدا» The God Particle  نامید.

 

پیدایش کائنات براى انسان همیشه یک سئوال جدّی بوده‌است.
 

یکی از اصلی ترین مباحث مربوط به کائنات، تئوری یا بهتر است بگویم نظریه علمی «انفجارِ بزرگ»، (مِهبانگ) است که از نظر پژوهشگران فیزیک در صحتِ هستهِ اصلی آن تردیدی نیست.حرفِ حسابِ تئوریِ Big Bang بیگ بنگ (البته به زبان بسیار ساده) این است:

میلیاردها سال پیش، پس از انفجار کیهانی که به پرتاب شدن ذرات به جهات مختلف امکان داد،  جهان ما (کائنات) شکل گرفت .  از قدیم و ندیم دانشمندان می‌پرسیدند در لحظه «بیگ بانگ» دقیقاً چه پیش آمده‌است، می‌دانستند انفجاری عظیم رخ داده اما این که چه چیز باعث  این انفجار شده یا اینکه تمام موادی که در جهان وجود دارند از کجا آمده یا  جهان قبل از بیگ بانگ چگونه بوده‌است؟ روشن نبود. برای رمزگشایی از «قفل» پیدایش  کائنات، دانشمندان «کلید» های مختلف را به کار انداختند اما جواب نمی‌داد تا اینکه تئوری «بیگ بنگ»  یا همان انفجار بزرگ  که  حدود سى و چند سال پیش ارائه شد، توانست به این «قفل» وَر برود و گیر و پیچ های آنرا شُل کند.

در زبان فارسی به Big Bang «مِه‌بانگ» می‌گویند. واژه «مِه‌بانگ» برگردان خوبی برای «بیگ بنگ» است. «مِه» یعنی «بزرگ» و بانگ یعنی صدای بلند.

نظریه ی مهبانگ (Big Bang) به پدیدار شدن جهان (گیتی) از حالتی بسیار داغ و چگال در ۱۳/۷ میلیارد سال پیش اشاره دارد.

این نظریه، آغاز کائنات را از یک هسته اتم در فضا و زمانِ صفر مى داند. چرا صفر؟ چون آن هنگام هنوز فضا و زمان آغاز نشده بود.

نیستی، آبستنِ هستی است.

  «بیگ بنگ» نشان می‌داد میلیارد ها سال پیش تمام کائنات در یک ذره ناچیز جاى داشت و در یک لحظه، انفجاری بزرگ همه چیز را «کُن فَیکون» و زیر و رو کرد و نیستی (که آبستن هستی بود)، وضع حمل نمود.

فضا و زمان معنا یافتند و دست و دامن همدیگر را گرفتند و راه افتادند!

خلاصه... از دل تاریکی «نور» پا به میدان گذاشت، «ماده» سَرَک کشید و بعدها سر و کله کهکشان ها پیدا شد و خورشید ما که یکى از ذرات کوچک آنها است، لبخندزنان از راه رسید !

اضافه کنم که به دنبال «بیگ بنگ»، جهان ما کشیده و گسترش یافته و شدّتِ این انبساط به قدرى بوده که با یک چشم بهم زدن، ذره‌ای ناچیز به اندازه کره زمین چاق و چله شده‌است.

ضمناً این واقعیت که فاصله بین کهکشان ها در فضا در حال افزایش است نشان می‌دهد در لحظه ای قبل‌تر از حال، فاصله کمتری نسبت به یکدیگر داشته‌اند، پس اگر زمان را به عقب برگردانیم، این کهکشان‌ها به هم نزدیک و نزدیکتر می‌شوند تا جایی که به یک نقطه می‌رسند، یعنی اگر زمان را به حال خود رها کنیم به «انفجار بزرگ» Big Bang می‌رسیم.

به عبارت دیگر اگر فیلم پیدایش جهان از ابتدا تا کنون را به صورت برعکس ببینیم، خواهیم دید که جهان در حال کوچک شدن و به هم نزدیک شدن است، تا جایی که اجرام آسمانی با یکدیگر برخورد می‌کنند و یک کره‌ی کوچک با چگالی (Density ) زیاد را می‌سازند.

بزرگ‌ترین آزمایش علمی تاریخ بشریت

چهارشنبه بیستم شهریور سال ۸۷، حدود ده هزار دانشمند از ۸۵ کشور جهان (از جمله ایران) بزرگ‌ترین آزمایش علمی تاریخ بشریت را که اهمیتش بسیار برتر از پانهادن انسان به کره ماه است، پشتِ سر نهادند.

آزمایشگاه فیزیک ذرات بنیادی CERN (The European Organization for Nuclear Research)  واقع در مرز بین فرانسه و سوئیس، دستگاه‌هایی با ۴۴ متر عرض، ۲۲ متر قطر و ۷۰۰۰ تُن وزن را به کار گرفته تا بتواند «ذرات هیگز» را شکار و آشکار کند و به آغاز حیات و زمان برود !

در این «آشکارسازها» شرایطی که در کمتر از یک بیلیونیم ثانیه،بعد از آغاز جهان موجود بوده‌ بازسازی می‌شود.

دسته های پروتون (هسته اتم های هیدروژن) بوسیله شتاب دهنده هایی که سرعت این ذرات را تا سرعت ۹۹/۹۹۹۹۹۹۱ درصد سرعت نور می‌رسانند، به داخل یک تونل تزریق می‌شوند.

 آهنرباها، پروتون ها را ۱۱۲۴۵ بار در هر ثانیه به شکل پرتوهای متمرکز درون حلقه هدایت می‌کنند. آهنرباها همچنین، به ذرات باردار الکتریکی تنه می‌زنند و قدپایی می‌دهند و آنها را خم می‌کنند تا بشود سرعت‌شان را محاسبه کرد و مهبانگ (Big Bang  ) و یک بیلیونیم ثانیه بعد از آغاز جهان را بازسازی نمود و به شکل‌گیری جهان پی بُرد و فهمید از چه چیز ساخته شده است؟

به سرعت برق ! نصف این پرتوها در جهت عقربه های ساعت و نصف دیگر در خلاف جهت عقربه های ساعت خیز برمی‌دارند و پیش می‌روند و در مسیر خودشان در ۴ مکان (درون آشکار ساز های غول پیکر و عظیم که در همین ۴ مکان نصب شده‌اند) پرتو ها با یکدیگر تصادف کرده و پروتونها را با شدت تمام به هم می‌کوبند.

این تصادف و برخورد پروتون ها، به جای اینکه خون بپا کند، افشانه ای از ذرات ریز (کوارک) را باعث می‌شود.

درواقع (نَه پروتون با پروتون) توده ای از کوارک و گلئون  با توده ای دیگز از کوارک و  گلئون جنگ و جدال می‌کنند. (یادمان باشد کوارک‌، کوچکترین و بنیادی ترین ذرات ماده ‌است که تا به حال کشف شده‌ و به کمک گلئون ها، کنار هم قرار ‌گرفته، به هم می‌چسبند.).

کوارک‌ها، خیلی خیلی خیلی کوچکند. ده هزار بار از پروتون کوچکتر.

توجه کنیم که پروتون ها، خودشان هم ناچیز و خُرد هستند. از اتم ساده هیدروژن، صد هزار بار کوچکترند. (یعنی اگر یک اتم هیدروژن ۶ مایل باشد یک کوارک کمتر از ۴ هزارم یک اینچ است.)

این سئوالات برتر از وهم و خیال است.

از «ماده تاریک» dark matter  تا وقتی سر و کله «نور» پیدا شد، جهان ما چه مراحلی را طی کرد؟ می‌دانیم ۳۰۰ میلیون سال بعد از مهبانگ «نور» چهره برافروخت.

آیا هسته اولیه جهان شعور داشت که باید برای «مقدم نور» بزرگ و بزرگتر شود؟ از کجا فهمید نور به راه عبور نیاز دارد و او باید این راه را بسازد و آب و جارو کند؟

این سئوالات فاخرتر از آن است که سرسری گرفته شود. حتی ذهن فیزیکدانان شکاکی را هم که روی تلسکوپ کاوشگر زمینه کیهان (Cosmic Background Explorer (COBE, کار کرده‌اند، گرفته است. عَلَم کردن «انتخاب اصلح» در این چایگاه، پرسشها را به جای خود نمی‌نشاند، برجسته‌تر می‌کند.

بعد از دقائق کوتاه، هیدروزن و هلیم (تقریباً ۷۵ درصد هیدروژن و ۲۵ درصد هلیم) حاضر می‌شود. چطور شد و چرا هیدروژن و هلیم سلانه سلانه از راه رسیدند؟

 آیا سه نیروی اصلی طبیعت (به جز جاذبه) در آغاز (در مهبانگ)، زیر یک سقف زندگی کرده، همدم و همنشین بودند و بعدها از همدیگر جدا شده و طلاق گرفتند؟ به نظر می‌آید نیروی جاذبه، از آغاز خط خودش را می‌رفته و سر به سر دیگر نیروها نگذاشته است !...

شگفتا که آب، با یخ زدن، منقبض نشد !

 ۴۰۰ میلیون سال بعد، نخستین ستاره‌ها شکل گرفت و هیدروژن و هلیم شروع به بوسیدن و بوئیدن و آمیزش و آمیختن کردند و کم‌کَمَک، کربن و اکسیزن و آهن و دیگر عناصر، قد و نیم‌قد، چشمشان به دنیا باز شد و راه افتادند.

ستارگان (نخستین نسل ستارگان) از کوره دررفتند، منفجر شدند و با شوریدگی تمام، آن عناصر را (کربن، اکسیژن، آهن،...را) در داخل جهان پخش کردند و همه جا را به «حیات» آلودند.

کم کم سرافتادند و در خود فرو رفته، قاطی همدیگر شده، به خودشان پرداختند و نسل دوم ستارگان و سیارات را بوجود آوردند. اکسیزن و هیدروزن رویهم ریختند و بعد از کلی بوس و کنار، فرزندشان «آب» ناله سر داد و همه جا را تر و تازه کرد.

هوا سرد بود. خیلی سرد و وقتی سردتر شد شگفتا و باز هم شگفتا که بر اثر یخ زدن به جای اینکه مثل همه پدیده های حیات خود را جمع کند، منقبض شود و سرسنگین و وزین، باد کرد و سبکبال روی دریاها ماند تا مجدداً آب شود.

اگر چنین نبود، یعنی آب هم به پدیده‌های دیگر حیات (همه پدیده ها) اقتدا می‌کرد که بر اثر سرما سنگین و منقبض می‌شوند، فاتحه حیات از همان دقائق اول خوانده می‌شد و الآن زمین و هرچه در آنست هم نبود. چرا؟

آب زمانی که یخ ‌می‌زند منبسط ‌می‌شود در حالی که تقریبا همه مواد دیگر به هنگام سرد شدن منقبض می‌شوند. حجم یک قطعه یخ با وزن معین، ۹ درصد بیشتر از حجم آب مایع هم وزن ‌می‌باشد. بنابراین یخ تراکم کمتری نسبت به آب مایع دارد و به همین دلیل یخ در داخل آب بصورت شناور قرار می‌گیرد که علت این امر ساختمان باز موجود در ملکول‌های آب در یخ ‌می‌باشد. موقعی که یخ ذوب ‌می‌شود ساختمان شبکه‌ای آن تا اندازه ای متلاشی ‌می‌شود و مولکول‌های آب قسمتی از فضاهای خالی را اشغال می‌نمایند.

اگر آب از قاعده کلی پدیده ها سرپیچی نمی‌کرد و بر اثر یخ زدن وزن مخصوصش بیشتر از «یک» (وزن مخصوص آب) می‌شد، براثر برودت و سرما یخ ها یکی بعد از دیگری به جای روی آب، به قعر دریاها و اقیانوسها پائین می‌رفتند و چاره ای جز این نداشتند.

سرما از درون آب و از هو ا ‌(از بیرون) دوباره آبهای باقی مانده و نگران را یخ می‌بست و یخ روی یخ روی یخ...روی یخ...روی یخ...انباشته می‌گردید و همه چیز می‌ماسید و دریاها ماتم می‌گرفتند و همه آبزیان می‌مُردند.

پژوهشها و اندازه گیریهای بعمل آمده، مقدار ثابت خورشیدی را حدود ۱/۹۴ گرم کالری به ازاء هر سانتیمتر مربع در دقیقه نشان می‌دهد و می‌دانیم که ۵۴۰ تا ۵۸۰ کالری انرژی لازم است تا یک گرم آب تبخیر شود.

گرمای خورشید حتی اگر شب و روز با بیقراری و اشتیاق می‌تابید، ابدا کافی برای ذوب تمامی آبهای یخ شده کره زمین نبود...

اینکه به چگونگی ها بپردازیم و بگوئیم مولکولهای آب در حالت جامد ( یخ ) به صورت یک ساختمان شبکه‌ای دارای پیوند هیدروژنی قرار ‌می‌گیرند و هر اتم اکسیژن توسط اتمهای مجاور در یک ساختمان چهار وجهی احاطه ‌می‌شود و... و... گره از چرایی ها نمی‌گشاید.

اگر کربن و اکسیژن به قلب ستارگان راه نمی‌یافتند...

آب که آمد با خودش گل و گیاه و شادی و خرمی آورد.

کم‌کم تکه ای از ان گوی آتشین اولیه که حالا سرد و آرام شده بود راهش را جدا کرد و زمین چون پیامبری ظهور کرد. میلیونها سال گذشت...

راستی اگر کمی ذره ها جابه جا می‌شدند، اگر توازن نیروها و مواد نبود، اگر کربن و اکسیژن به قلب ستارگان راه نمی‌یافتند و ماندگار و پایدار نمی‌شدند، چه بر سر این جهان می‌آمد؟

هرچه از داستان زیبای آفرینش، داستان علمی آفرینش بیشتر بدانیم، به «حیرت» بیشتری می‌رسیم.

آسمان هم ‌گریست و بارانِ اشکش سرازیر ‌شد.

تک سلولی ها و گیاهان و حیوانات بَدوی و وحشی، جای خود را به درختان تنومند، خزندگان، پرندگان، پستانداران...و انسان دادند که یاد گرفت با دستهایش کار کند و راست بایستد...

جای پاهایش از ۳/۵ میلیون سال پیش (در تانزانیا) باقی است...

ناگهان اتفاق عجیبی افتاد. آدمی دید که شصت دستش آرام آرام از بقیه انگشتانش باز و بازتر شد و این راز بزرگ او را به جلو هُل داد. البته هنوز تکلیف خودش را آنچنان که باید نمی‌دانست به همین دلیل روی دست حیوانات نگاه می‌کرد و از آنان سرمشق می‌گرفت. چه در کشتن برادرش که از کلاغ آموخت، چه در خوردن مغز خر که از گرگ یاد گرفت و چه در کلک و نیرنگ که روباه را هم پشت سر گذاشت.

حیوانات به او نشان دادند که چگونه بچه دار شود. البته بوسیدن و نوازش و شعر را خودش آموخت. بعدها به آتش و لباس و ابزار و، به خط و شرم و شعر و هنر، مسلح شد... گاه می‌خندید و می‌گریست. آواز می‌خواند، لب جوی آب می‌نشست و سوت می‌زد. فکر و ذکر سراغش آمد. خیلی وقتها چشمش به آسمان دوخته می‌شد. بخصوص وقتی آسمان هم می‌گریست و باران اشکش سرازیر می‌شد.

دانشمندان ذرات بنیادی را به جان هم انداختند.

چرا دانشمندان ذرات بنیادی را به هم کوبیده‌اند؟ برای اینکه قصد دارند شرایطی را که در لحظات اولیه بعد از انفجار بزرگ وجود داشت، بازسازی کنند و از کار خلقت سر درآورند !

توجه کنیم که جهان نوزاد، در آغاز جوشان و گدازان بود و جز کوارک ها و گلئون (gluon  ) که نوع دیگری از ذره است، چیزی نداشت. همانطور که گفتم گلئون ها حامل نیرویی هستند که کوارک ها را در کنار هم نگه می‌دارند. انگار به هم می‌چسبانند. (گلوئون از کلمه glue  به معنای چسب گرفته شده‌است.)

جهان نوزاد، در آغاز داغ و گدازان و پُرشور و فتور بود. بعد از چند ثانیه، از تب و تاب افتاد و آتیش اش خوابید و سرد شد تا به کوارک ها و گلئون ها امکان دهد اتم ها، مولکولها، ستاره ها، گیاهان، حیوانات و انسان پا به هستی بگذارد. (از کجا حالیش بود؟)

فیزیکدانان با برخورد دادن یون اتمهای سنگین توانستند پلاسمای کوارک - گلئون تولید کنند. این سوپ شور (پلاسمای کوارک - گلئون)، یکی از رموز ماده‌است که احتمالاً در لحظات نخستین پس از بیگ بنگ آماده شده‌است.

 نتایج این آزمایش بی سابقه که سال ها طول خواهد کشید و طی آن انفجاری شبیه انفجار بزرگ و به وجود آمدن کائنات ایجاد می‌شود، نشان خواهد داد که ذرات اولیه در طی انفجار بزرگ چگونه بودند و در چه شرایطی بود که جهان به وجود آمد.

دانشمندان به کمک «ال.اچی.سی»، L.H.C.(Large Hadron Collider)  یعنی «برخورددهنده بزرگ هادرون»، بزرگترین پروژۀ تاریخ فیزیک را به مرحلۀ اجرا درآورند و شرایط موجود در یک میلیونیم ثانیه پس از وقوع «بیگ بنگ» را بازسازی نمودند و چگونگیِ پیدایش کائنات را بر اساس تئوریِ «انفجار بزرگ» در دستورِ کار قرار دادند.

این ماشین هر آنچه را در ابتدای خلقت بر اساس تئوری بینگ بنگ رخ داده، در مقیاسی بسیار بسیار کوچکتر، مورد آزمایش و مشاهده قرار خواهد داد تا به راز روزهای آغازین خلقت دست یابد...

همانظور که گفتم، دانشمندان اشعه حاوی ذرات پروتون را با سرعتی نزدیک به سرعت نور به جنگ همدیگر واداشتند تا با هم زد و خورد کنند. نتایج به دست آمده از این رویارویی به دانشمندان کمک می‌کند تا چند و چونِ اولین لحظاتِ بعد از انفجار بزرگ کیهان و تولد جهان کنونی را بشناسند.

بخش اوّلِ آزمایش در تونلی (به قطر سه متر و هشتاد سانتیمتر و طول ۲۷ کیلومتر) که در صد متری اعماق زمین بین مرز کشور فرانسه و سوئیس قرار دارد، آغاز شده‌است.

پرتو پروتون را که یکی از ذرات اتم است، در تونلِ مزبور تزریق کردند، که پس از چند ثانیه به سرعتی نزدیک به سرعت نور یعنی ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه رسید. پشت این تونل٬ ۱۶۰۰ آهن ربا قرار دادند تا میدان مغناطیسى ایجادکند و پروتون ها را با سرعتى نزدیک به سرعت نور روانه سازد!

 البته هرگاه متحرکی بتواند به سرعت نور نزدیک شود بنا بر فرمول زیر:
 

«جرم»ش رو به بی نهایت می‌رود. حالا چگونه این معما را حل کرده‌اند، به راستی شگفت آور است.

براى گردیدن در این تونل٬ یک پروتون نود میلیونیم ثانیه وقت مى‌خواهد و در واقع هر ثانیه٬ یازده هزار بار دور این تونل مى تواند حرکت کند. (به اعداد توجه نمائید)

انفجارِ حاصل از برخورد پروتون ها نزدیک به یک تریلیون درجۀ سانتیگراد  حرارت تولید می‌کند. گرمایی که هزاران بار از آتشی که در مرکز خورشید زبانه می‌کشد،  داغ تر است

یکی از شگفتی‌های این آزمایش تاریخی نزدیک شدن به سکون مطلق یعنی منهای ۲۷۳ درجه حرارت است! بخش های خنک کننده در این دستگاه دمای هوا را به منهای ۲۷۰ درجه رساندند.

شرایط ایجاد شده شبیه شرایطی است که در یک میلیاردم ثانیه پس از انفجار بزرگ یا «بیگ بنگ» در ابتدای ایجاد جهان هستی به وقوع پیوسته است.

ناگفته نماند که حرارت ناشی از برخورد مشتقات اتم نقطه سیاهی را به وجود می‌آورد که با غلظت بسیار زیاد و جاذبه اش محیط اطراف خود را به درون خود کشیده و می‌بلعد.

قدرت کشش و مَکندگی این سیاهچاله های فضایی به اندازه‌ای است که حتی نور اطراف آن نیز به درون نقطه سیاه فرو می‌رود و از این رو نقطه سیاه قابل رویت نیست  !

این تجربه علمی، سیاهچاله اى مصنوعى بوجود مى آورد تا لحظه کوتاهی پس از «انفجار بزرگ» را که گفته می‌شود نقطه آغاز شکل گرفتن کائنات است به نمایش بگذارد.

آیا رَسَد آدمی به جایی که... «مِه بانگ» را ببیند! آن هم از نزدیک ؟

 

 

فیزیکدانان ایران

در آزمایشگاه فیزیک ذرات بنیادی  CERN (The European Organization for Nuclear Research)  چند فیزیکدان از هموطنان ما در یکی از ایستگاههای آشکار ساز (detector) به نام سی.ام.اس به بررسی برهم کنش ذرات می‌پردازند. یکی از قطعات مهم بخش آشکار ساز سی.ام.اس، توسط مهندسین ایرانی ساخته شده است.

 

معادله مدل استاندارد

در معادله مدل استاندارد، که قادر است (به جز جاذبه) هرآنچه را در جهان اتفاق می‌افتد، محاسبه کند ــ (H ) نشانه ذرّه هیگز است.

ذرّه هیگز، اگر کشف نشود و رُخ نشان ندهد، این معادله لَنگ می‌ماند و کار نمی‌کند ! 

 

 

 
 
هرچه از آب بگوئیم کم گفته‌ایم.

فراموش نکنیم که آب یکی از اجزاء تشکیل دهنده گیاه است. آب در سراسر پیکره گیاه، از خاک اطراف ریشه تا بخار آب اتاقک زیر روزنه موجود می‌باشد. مقدار آب قابل استفاده در خاک برای گیاهان و مقدار بخار آب موجود در هوا از مهمترین عوامل بیولوژیکی و اکولوژیکی توزیع و پراکنش گونه‌های گیاهی در دنیا ‌است. آب جزء عمده و تشکیل دهنده پروتوپلاسم (قسمت زنده ی بدن حیوانات و گیاهان) است.

آب محیطی است که در آن بسیاری از واکنشهای متابولیکی انجام ‌می‌شود. در فتوسنتز اتم هیدروژن آب، وارد ترکیبات آلی ‌می‌شود و اتم اکسیژن آب بصورت O2 آزاد ‌می‌گردد و....

هرچه از آب بگوئیم کم گفته‌ایم. چنانچه آب بر اثر سرما یخ می‌بست، بینگ بانگ و مینگ بانگ هیچ غلطی نمی‌توانستند بکنند !

شگفتی‌های آب بسیار است و هرچه از آن عزیز، بگوئیم کم گفته‌ایم.

آب گفت آلوده را در من شتاب

گفت آلوده که دارم شرم از آب

آب گفت این شرم بی من کی رود

بی من این آلوده کی زائل شود؟

یاد ده ما را سخن های دقیق

که ترا رحم آورد آن ای رفیق

گر خطا گفتیم اصلاحش تو کن

مصلحی تو ای تو سلطان سخن

کیمیا داری که تبدیلش کنی

گرچه جوی خون بود نیلش کنی

این چنین میناگری ها کار توست

این چنین اکسیرها اسرار توست

همنشین بهار 

hamneshine_bahar@yahoo.com

منبع: سايت ديدگاه




نسخه‌ی چاپی  
ارسال اين مطلب به دوستان

در آرشيو سايت ديدگاه:
مطالب ديگر از
همنشين بهار:



در پیوند با این مطلب نظری ثبت نشده است.

  


[www.didgah.net] [email: irancrises@gmail.com] [© Didgah 1996]
بازچاپ مطالب سایت دیدگاه با ذکر منبع آزاد است.