پديده دوران ميادين گرانشي و توجيه چرخش ستارگان درون كهكشاني ، 90 درصد خطا در محاسبات مكانيك كلاسيك و نسبيت عام
پديده دوران ميادين گرانشي و توجيه چرخش ستارگان درون كهكشاني ، 90 درصد خطا در محاسبات مكانيك كلاسيك و نسبيت عام
مقدمه : سقوط به مركز جاذبه
شكل فوق سقوط آزاد جسم A به طرف مركز جاذبه B را نشان ميدهد . اگر مركز جاذبه B را بدون دوران يا با دوران ناچيز در نظر بگيريم ، 1- نيروي وارده به جسم A از طرف ميدان جاذبه B و 2- شتاب گرانشي 3- سرعت سقوط جسم و مسافت طي شده در هر لحظه از زمان را ميتوانيم از طريق معادلات مكانيك كلاسيك به دست آوريم ، حتي ميتوانيم بدانيم كه جسم در چه شعاعي از مركز جاذبه با چه سرعت زاويه‌اي بايد چرخش كند تا جذب ميدان جاذبه نشده و همواره به دور مركز جاذبه در حال چرخش باشد . اينك برعكس اين موضوع را ميتوانيم در نظر گرفته و مسئله‌اي را مطرح كنيم ، و آن اينكه مركز جاذبه B با چه سرعت زاويه‌اي بايد دوران داشته باشد تا جسم A از حالت سكون ، پيرامون آن به چرخش در آمده و به طرف ميدان گرانش سقوط نكند ؟
جواب ! شكل فوق سقوط آزاد جسم A با سكون اوليه به طرف مركز جاذبه B با دوران نسبتا زياد را نشان ميدهد . همانطور كه مشخص است بردار سبز رنگ تقريبا نيروي جاذبه ، بردار نارنجي رنگ تقريبا بردار دوران مركز جاذبه و بردار قرمز رنگ تقريبا بردار برآيند دو نيرو را نشان داده و مارپيچ آبي رنگ مسير حركت و سقوط جسم به طرف مركز جاذبه را نشان ميدهد . آنچه كه در اين شكل بسيار قابل توجه است اينكه ، طبق قوانين مكانيك كلاسيك در مورد گرانش هر چه قدر فاصله مابين دو جسم كمتر شود ، نيروي جاذبه مابين دو جرم افزايش پيدا ميكند ، ولي در شكل هندسي فوق چنين به نظر ميرسد كه در حالت دوران مركز جاذبه با سرعت زاويه‌اي نسبتا زياد ، اين نيروي جاذبه تقريبا ميبايست ثابت بماند و تا حدودي ، مستقل از فاصله دو شي باشد و عجيب‌تر از آن اينكه با كم شدن فاصله جسم با مركز دوران ، اندازه بردار دوران مركز جاذبه نيز كمتر ميشود . در واقع هر مقدار فاصله جسم از مركز جاذبه افزايش مي‌يابد ، بردار دوران نيز بزرگتر ميشود . حال اين سوال مطرح ميشود كه آيا اينچنين رسم هندسي ميتواند در عالم فيزيكي وجود داشته و پديدار شود يا اين مسئله صرفا به صورت يك رسم يا طرح هندسي بر روي كاغذ است ؟
از مارپيچ طلايي ( فيبوناچي ) يا اسپيرال لگاريتمي بدست آمده چنين حدس زده ميشود كه چنين رسم هندسي ميتواند در عالم فيزيكي وجود داشته باشد و حادث شود ! براي اينكه مسير سقوط شهاب سنگ‌ها به طرف اجرام همين است و اين مسير بيشتر مربوط به سرعت اوليه سنگ‌هاي آسماني ميشود و نه دوران مراكز جاذبه ، ولي اين ساختار در بازوهاي ميله‌اي كهكشانها كاملا مشهود است كه مربوط به دوران هسته آنها ميشود .
به بيان ساده اجرام در زمان ورود به كهكشان مجبورند همين مسير مارپيچي را به طرف هسته طي كنند .
" / كشف حيرت انگيز ماده تاريك
كيهان شناسان در زمينه يك خوشه كهكشانهاي دور دست اثر گرانشي بسيار نيرومند ماده‌اي را يافته‌اند كه هيچ نشاني از آن در تصاوير طول موجهاي مختلف نيست . اين نخستين نقشه برداري مستقيم و دقيق ماده تاريك در عالم است كه به نظريه وجود ذرات مادي با برهمكنش ضعيف كه ممكن است سهم بزرگي از جرم عالم را تشكيل دهد ، كمك ميكند .
بيش از نيم قرن است كه مسئله ماده تاريك در جامعه فيزيك مطرح شده است . كيهان شناسان دريافته‌اند كه كهكشانهاي مارپيچي فقط با وجود ستاره‌ها و سحابي‌هايشان نمي‌توانند سرعت دوراني رصد شده در آنها را توجيه كنند . سرعت گردش ستاره‌ها به دور مركز كهكشان در نواحي حاشيه‌اي كهكشان ، ميبايست كندتر از هر جاي ديگري درون كهكشان باشد ، اما اين طور نيست و ستاره‌هاي بيروني كهكشان با سرعت زيادي در حركت‌اند . اين نوع حركت كهكشان نشان از وجود گرانش عظيم ماده‌اي را دارد كه در نواحي بيرون كهكشان پنهان شده است . از سوي ديگر جرم ناپيداي مشابهي با گرانش عظيم در خوشه‌هاي كهكشانها وجود دارد . در واقع تمام آنچه به صورت ستاره‌ها و اجزايشان ، سحابي‌ها و ابرهاي ميان - ستاره‌اي و ميان كهكشاني و تمام ماده عادي ، يا آن طور كه در فيزيك نام مي‌بريم ماده باريوني مي‌شناسيم ، فقط ۴ درصد جرم كل عالم است و ماده تاريك سهم بسيار بزرگي از جرم در كيهان را اشغال ميكند . به طور مثال در كهكشان راه شيري فقط ۱۰ درصد جرم به صورت ماده باريوني ، مانند ستاره‌ها و گازهاي ميان ستاره‌اي است و ۹۰ درصد ديگر را ماده تاريك تشكيل ميدهد . "
" / رابطه سرعت چرخش ستارگان موجود در هر كهكشان با ابعاد كهكشان ستاره شناسان موفق به شناسايي قانوني شده‌اند كه بر تمامي كهكشانهاي جهان حاكم است و بر اساس اين قانون هر چه ابعاد يك كهكشان بزرگتر باشد ، ستاره‌ها و توده‌هاي گاز موجود درون كهكشان نيز با سرعت بيشتري درون كهكشان دوران ميكنند . به گزارش سايت اينترنتي "نيوساينتيست"، محققان دانشگاه كاليفرنيا در "سانتا كروز" اعلام كردند كشف جديد نشان ميدهد صرف نظر از شكل كهكشان كه خواه به صورت بيضي مانند ، مارپيچ و يا ساير اشكال باشد ، قانون جديد در تمامي انواع كهكشانهاي موجود در جهان صدق ميكند . كشف جديد نشان ميدهد رابطه ميان ابعاد كهكشان و سرعت دوران ستارگان موجود در كهكشان ، در ميان تمامي انواع كهكشانهاي جهان رابطه ثابتي است و به علاوه اين ثابت از ميلياردها سال قبل تاكنون تغيير نكرده است ...
محققان اين دانشگاه در مطالعه ۵۴۴ كهكشان عظيم با اشكال و قدمتهاي مختلف و سنجش سرعت دوران ستارگان موجود در اين كهكشانها متوجه شدند به رغم ظاهر پرآشوب اين كهكشانها ، قانون مذكور در تمامي آنها صدق ميكند و هرچه ابعاد يك كهكشان بزرگتر باشد ، ستارگان و توده‌هاي گاز موجود در كهكشان نيز با سرعت بيشتري درون كهكشان حركت ميكنند . دانشمندان در اين مطالعه حتي وضعيت كهكشانهاي بسيار دور با فاصله ۸ ميليارد سال نوري تا زمين را بررسي كردند و متوجه شدند اين قانون در مورد آنها نيز صدق ميكند . نور كهكشانهايي كه در فاصله ۸ ميليارد سال نوري از زمين قرار گرفته‌اند در حقيقت پس از ۸ ميليارد سال سفر در فضا هم اكنون به زمين ميرسد و بنابراين آنچه هم اكنون با دريافت نور اين كهكشانها مشاهده ميشود ، بيانگر وضعيت اين كهكشانها در ۸ ميليارد سال قبل است . دانشمندان با مطالعه اين قبيل كهكشانهاي قديمي نيز متوجه شدند بين ابعاد كهكشان و سرعت دوران ستارگان درون آنها ، ارتباط مستقيم وجود دارد . محققان در اين تحقيقات براي مطالعه كهكشانهاي ياد شده از چندين تلسكوپ مختلف از جمله تلسكوپ فضايي " هابل " و تلسكوپ "كك ۲ " در هاوايي ، استفاده كرده‌اند . "
در واقع اين اثر گرانشي بسيار نيرومندي را كه كيهان شناسان شناسايي كرده‌اند مربوط به مركز يا بهتر است بگوييم دوران هسته كهكشان است و چون قوانين مكانيك كلاسيك و نسبيت عام مربوط به گرانش ، در مورد مراكز گرانش بدون دوران و يا با دوران ناچيز طرح شده است و نمي‌توانند گرانش مراكز جاذبه با دوران بالا را توجيه نمايند ( براي اينكه اين پديده دوران را اصلا در نظر نگرفته‌اند ) از اينرو كيهان شناسان مجبور شده‌اند اين گرانش را به ماده تاريك ( ناشناخته ) نسبت داده و به نظريه پردازي روي آورند ، ولي اصل قضيه ميتواند از اين قرار باشد كه قوانين مكانيك كلاسيك و نسبيت عام در مورد گرانش ، با دوران مراكز جاذبه تغيير ميكنند و در اين مورد بخصوص ، همان شكل هندسي ترسيمي درست به نظر ميرسد ، يعني بردار دوران گرانش با افزايش فاصله تا محدوده‌اي مشخص ، افزايش مي‌يابد و به دنبال آن سرعت چرخش ستارگان در نواحي حاشيه‌اي كهكشان نيز ، بيش از انتظار خواهد بود ، يعني روي دادي برعكس توجيه قوانين مكانيك كلاسيك و نسبيت عام و بسيار دور از انتظار ما !
اين پديده را بهتر توجيه نماييم
در شكل فوق جسم A در حالت سقوط به مركز جاذبه ، دو برابر حالت قبلي به دور مركز گرانش چرخيده است و علت آن افزايش سرعت دوران ( زاويه‌اي ) مركز گرانش در نظر گرفته ميشود ، حال اگر سرعت دوران مركز جاذبه تا حد قابل توجهي افزايش داشته باشد خطوط مارپيچ به هم نزديك شده و در نهايت به دايره‌هاي بسته و تو در تو تبديل ميشوند ، يعني همان طور كه قبلا در مورد دوران ميادين الكتريكي توضيح داديم ، به اشكال زير توجه نماييد.
همانطور كه از شكل فوق بر مي‌آيد امتداد بردارهاي حركت جسم و بردارهاي دوران مركز گرانش ، بر هم منطبق و هم سو شده‌اند و در اين حالت بخصوص ، اجسام به مركز جاذبه سقوط نكرده و همواره به دور مركز جاذبه خواهند چرخيد ، زيرا امتداد نيروي جاذبه از مركز خارج و خطوط ميدان گرانش تبديل به كمانهاي دايره‌اي و بينهايت شده است كه اجسام هر چه قدر در آنها حركت كنند در نهايت به مركز جاذبه نخواهند رسيد ، در واقع ميتوانيم چنين استنباط كنيم كه فضا - زمان پيرامون مراكز جاذبه انحنا پيدا نمي‌كند ، بلكه اين خطوط يا بردارهاي ميدان گرانش است كه پيرامون مراكز جاذبه دوار ( در حال چرخش ) انحنا مي‌يابند و بعد از خم شدن تقريبا به دايره يا كره تبديل ميشوند . مكانيك كلاسيك چنين استنباط ميكند كه براي اينكه يك جسم پيرامون مركز جاذبه به چرخش هميشگي درآيد ، ميبايست نيروي گريز از مركز ( جانب مركز ) آن برابر نيروي جاذبه مركز گرانش وارد بر آن شده و به شرايط بي وزني برسد و از اينرو شعاع چرخش و سرعت دوران ( زاويه‌اي ) جسم يا سرعت خطي آن محاسبه ميشود ، يعني معادلات زير :
ولي در اين حالت بخصوص فعلا ميتوانيم چنين فرض كنيم كه اجسام وارد كانالهاي گرانشي دايره‌اي شكل ميشوند ، كه تا حركت بينهايت خود هرگز به مركز جاذبه نخواهند رسيد و از لحاظ قوانين فيزيكي چنين استنباط خواهند كرد كه بر روي خطوط مستقيم در حال حركت هستند و هر چه فاصله آنها از مركز افزايش يابد ، در نواحي حاشيه‌اي كهكشان با سرعت دور از انتظار مواجه خواهيم شد .
اما موضوع مهم مطرح شده براي كيهان شناسان چيست ؟
" اگر كاملترين شناختي را كه اكنون نسبت به نيروي گرانش داريم ، براي تبيين چگونگي چرخش كهكشانها به كار بگيريم با مسئله عجيبي مواجه خواهيم شد ، كهكشانها با چنان سرعتي در حال چرخشند كه بايد تا كنون مضمحل مي‌شدند به عبارت ديگر در كهكشانها آنقدر جرم وجود ندارد كه آنها را با سرعتي كه اكنون مشاهده ميكنيم به چرخش درآورد . ( ورا روبين ) اخترشناس موسسه كارنگي واشينگتن ، اولين كسي بود كه در دهه 1970 به اين مسئله عجيب و ناشناخته پي برد ، بهترين عكس‌العمل فيزيكدانان براي حل اين مسئله اين بود كه فرض كنند ماده بيشتري در فضاي درون كهكشانها وجود دارد ، ماده‌اي كه براي ما غير قابل مشاهده است اما مشكل اساسي در اينجاست كه تا كنون هيچ كس نتوانسته در مورد چيستي اين ماده توضيح قابل قبولي ارائه دهد . در واقع بايد گفت كه مسئله ماده تاريك شكافي اساسي را در دانش امروز بشر ايجاد كرده است . مشاهدات اخترشناسان حاكي از آن است كه ماده تاريك بايد حدود 90 درصد كل جرم جهان را تشكيل دهد و اين مسئله وحشتناكي است كه ما از ماهيت اين 90 درصد جرم جهان هيچ چيز ندانيم . "
اولا ، همانطور كه قبلا گفتيم ماده تاريك واقعي ( دخان ) منشاء پيدايش ماده و پاد ماده و بهتر است بگوييم هيدروژن و پاد هيدروژن و .. بوده و فاقد خواص گرانشي ميباشد و در نهايت ماده تاريك با ادغام نوترونها و يا ساير ذرات در داخل سياه‌چاله‌ها پديدار خواهد شد ( مراجعه شود به مبحث واكنش هسته‌اي از نوع چهارم ) . دوما ما نبايد در مورد مراكز گرانشي دوار ( در حال چرخش با سرعت بالا ) به نگرش مكانيك كلاسيك و نسبيت عام برگرديم ، براي اينكه در قوانين مكانيك كلاسيك چنين بيان ميشود : اجرامي كه حول مركز گرانشي در حال چرخش هستند ، داراي نيروي گريز از مركز ( جانب مركز ) بوده كه اگر اين نيرو بيشتر از نيروي جاذبه ميدان وارد بر آنها باشد ، اجرام به طرف بيرون پرتاب خواهند شد و با يك چنين تصور و انديشه‌اي ، نيروي گرانشي به آن مقدار در هسته و يا خود كهكشان رويت نمي‌شود كه برابر نيروي گريز از مركز ستارگان باشد و مانع از پرتاب آنها به طرف خارج از كهكشان شود ، پس اجرامي در داخل يا كناره كهكشان بايد جبران اين كمبود را بكنند تا قوانين مكانيك كلاسيك در مورد كهكشانها جاري شود و اين ماده تاريك بايد خاصيت چسبي شكل هم داشته باشد تا اجرام داخل كهكشان را به هم پيوند دهد و مانع از گسيختگي آنها از همديگر شود . در حقيقت نيازي به اين مقدار جرم فراوان نيست ، براي اينكه با دوران ميادين گرانشي ، خطوط ميدان گرانش از خط مستقيم به دايره بسته و كره تبديل شده و مشكل بردارها و نيروهاي رو به بيرون و رو به داخل ( نيروي جاذبه و گريز از مركز ) تا حد قابل قبولي مرتفع ميشوند و از ديد قوانين واقعي حاكم بر ستارگان ، چنين استنباط ميشود كه آنها در امتداد خطوط مستقيم در حال حركت هستند و از اينرو نسبيت در مورد انحناي فضا - زمان ، نظر جامعي نداده است و ما نمي‌توانيم با قوانين نسبيت نيز چرخش ستارگان در داخل يك سيستم كهكشاني را بدون در نظر گرفتن حضور ماده تاريك توجيه كنيم ، براي اينكه انحناي فضا - زمان موجود ، البته در صورت صحت به مراتب بيشتر از انحناي فضا - زمان پيش بيني شده از جرم هسته يا خود كهكشانها ميباشد ، و در نهايت مجبور به اعمال مقادير بسياري زيادي از جرم ، آن هم از نوع مجهول جهت برطرف كردن كمبود نيروي گرانش يا انحناي فضا - زمان هستيم و اين در حالي است كه درك و قبول انحناي فضا - زمان بسيار مشكل است و هيچ رسم هندسي ندارد ، ولي درك و فهم انحناي بردار و نيروي گرانش براي همگان بسيار سهل و آسان به نظر ميرسد ، پس اينك ميتوانيم قبول كنيم كه بردار گرانش در داخل فضا با دوران مركز جاذبه انحنا مي‌يابد و چون تمامي پديده‌ها در عالم نسبي به نظر ميرسند ، انحنا را بايد نسبت به چيزي اندازه گيري كنيم كه آن مستقيم باشد و اين ايده‌آل است كه ما انحناي ميادين گرانشي را نسبت به خود فضا اندازه گيري كنيم و در نهايت اينكه ستارگان مجبور هستند در اين مسير انحنا يافته گرانشي حركت كنند و نمي‌توانند از آن خارج شوند و اگر ماده تاريكي هم درون كهكشان وجود داشته باشد ، به هر حال همانند ستارگان به چرخش در خواهد آمد و اصولا هر چيزي كه در حالت نرمال از خارج وارد كهكشان شود مجبور به هماهنگي با چرخش اجزاي كهكشان است مگر اينكه نيرويي مخالف چرخش كهكشان داشته باشد . در جايي كه روابط و معادلات رياضي و فيزيكي شناخته شده توسط ما نتوانند پديده‌ها را توجيه كنند ، هندسه حتما به كمك ما مي‌آيد . دوران ميادين گرانشي چيزي همانند گردباد بسيار قوي است كه علي‌رغم اينكه همه چيز را به كام خود مي‌كشد ولي باعث چرخش آنها پيرامون مركز خود نيز ميشود .
دو عكس بالايي لحظاتي از گردباد مهيب كاترينا را نشان ميدهند كه خسارات بسيار سنگيني به بار آورد ، تشابهي كه مابين ساختار فيزيكي اين گردباد و كهكشانهاي مارپيچي موجود در عالم ديده ميشود ، حاكي از اين مسئله است كه نيروي دوران هسته كهكشانهاي موجود در عالم شايد قادر باشد چندين برابر جرم فعلي از ستارگان و گازهاي موجود را در خود جاي داده و آنها را پيرامون خود به گردش درآورد و با سرعتهاي بسيار بالا در كيهان حركت كند براي اينكه اين گردبادهاي زميني قدرت غير قابل تصوري دارند كه نياز به توضيح نيست ، چه برسد به نيروي كهكشانهاي مارپيچي و منظور كردن جرم ناشناخته‌اي براي توجيه قدرت گرانشي فوق‌العاده زياد كهكشانها ، كمي دور از ذهن و نادرست به نظر ميرسد .
قدر مسلم در زمان برسي و تحقيق در مورد نيروي گرانشي داخل كهكشانها ، ميبايست پديده دوران ميادين گرانشي را مد نظر داشته باشيم ، چرا كه به نوعي از طوفانهاي فوق‌العاده شديد گرانشي سرو كار داريم كه براي ما ناشناخته است و در نهايت ميبايست تاثير آن را بر كل ميدان گرانش منظور كنيم كه صد البته برسي اين پديده با قوانين مكانيك كلاسيك و نسبيت كمي دشوار به نظر ميرسد يعني ميبايست تغييرات اساسي در آنها اعمال كنيم . البته جهت شناخت كامل تاثيرات اين پديده نياز به تجهيزات پيشرفته‌اي داريم ، ولي بعد از مشخص شدن اين تاثيرات ، توجيه بسياري از پديده‌هاي فيزيكي كه به نوعي با گرانش سر و كار دارند سهل و آسان خواهد بود و نيازي به نظريه پردازي نخواهيم داشت و با توجه به ضعيف بودن ميدان گرانشي نسبت به ميدان الكتريكي و مغناطيسي و عدم دسترسي آسان به محيطي تقريبا خالي از اثرات گرانشي خارجي ، بهتر است اين تاثيرات را از دوران ميادين الكتريكي بر روي سطح سياره زمين شروع كرد ، چرا كه براي دوران ميادين گرانشي نيز نتايج مشابهي پيش بيني ميشود چون اين دو خواص مشابهي از خود نشان ميدهند . و ما هرگز اين دو موضوع بسيار مهم را نبايد فراموش كنيم و آن اينكه
1- اگر طبق نظر كيهان شناسان 90 درصد كهكشان را ميبايست ماده تاريك تشكيل داده باشد تا نيروي گرانش آن مانع اضمحلال كهكشان شود ، پس اين ماده تاريك طبق اين نظريه ميبايست نيروي گرانشي قوي داشته باشد و به دنبال آن اين ماده ميبايست همانند گازهاي داخل ستارگان تجمع يافته و اجرامي را در آسمان تشكيل دهد و همچنين اين ماده ميبايست با ستارگان و سيارات ( ماده باريوني ) نيز اتحاد و تجمعي برقرار كند كه اينچنين چيزي در عالم مشهود نيست ، پس نظريه ارايه شده به هيچ وجه نمي‌تواند معتبر باشد و صرفا يك خطا در محاسبات نجومي است.
2- اين ماده تاريك خود مجبور است همانند ستارگان در كهكشان چرخش داشته باشد و چون گرانش دارد حتما جرم هم خواهد داشت ( داراي اينرسي باشد ) و اين مسئله چرخش ماده پر جرم در كهكشان همراه و با سرعت ستارگان ، نيروي گريز از مركز ( مركز گرا ) ايجاد كرده و مشكل مضاعفي افزون بر مشكل قبلي بوجود خواهد آورد كه مجبوريم تا بينهايت براي يك كهكشان جرم و گرانش منظور كنيم .
چه عاملي باعث خميدگي و انحناي نور ميشود ؟
طبق دانسته‌هاي فعلي " / اگر نور ستاره بسيار دوري از نزديكي هاله ماده تاريك عبور كند ، نور خميده ميشود . ماده تاريك همچنين گاهي اوقات بصورت يك عدسي گرانشي بزرگ عمل ميكند و باعث ميشود كه يك ستاره درخشنده‌تر از وضع طبيعي خود ظاهر شود . به اين طريق با مشاهده ستارگان كم نور كه ناگهان درخشنده‌تر ميشوند ، ميتوان بوجود ماده تاريك پي‌برد . اندازه گيري ميزان خميدگي نور ، ميتواند بعنوان روشي براي محاسبه وزن كهكشانها و وزن ماده تاريك بكار رود ، كه رصدها نشان ميدهند كه اين خميدگي‌ها بسيار بيشتر از وزن كهكشانهاست و 90 درصد خميدگي‌ها ناشي از وجود ماده تاريك است . "
اينك ما به جرات ميتوانيم بگوييم كه نه ماده تاريك و نه انحناي فضا - زمان ، هيچ كدام علت اصلي خميدگي و انحناي نور در فضا نمي‌تواند باشد ، براي اينكه ماده تاريك واقعي ( دخان ) جاذب نور است و به همين دليل اساسي رويت نمي‌شود و علت اصلي انحناي نور در فضا ، انحناي ميادين گرانشي به علت دوران مراكز گرانش ( اجرام ) است زيرا اين ميادين به اندازه لازم قدرت براي چرخاندن و نگه داشتن ستارگان را داشته ، پس ميتوانند براي مسير حركت نور نيز خميدگي و انحراف ايجاد كنند و اصولا چون نسبيت خميدگي را صرفا به خود فضا - زمان به علت حضور جرم ثقيل منظور كرده است و از پديده دوران جرم يا بهتر است بگوييم دوران ميدان گرانش غافل شده است ، از اينرو كيهان شناسان مجبور به اعمال مقادير افزون بر نياز جرم در عالم و كهكشان براي توجيه اندازه خميدگي نور ميشوند كه وجود خارجي هم ندارد . در واقع اين جرم مجهول به علت نقص در معادلات فيزيكي فعلي به دست مي‌آيد كه بزرگترين خطاي بشر در محاسبات فيزيك كلاسيك و نسبيت عام محسوب ميشود ، البته تا به امروز آنهم رقمي معادل 90 درصد مقدار واقعي ، به هر حال اين جرم بيش از اندازه آنگونه كه كيهان شناسان محاسبه كرده‌اند وجود خارجي ندارد و صرفا يك تصور و ذهنيت نادرست است ، آنهم براي اينكه قوانين مكانيك كلاسيك و نسبيت عام بر عالم حاكم بمانند و از اين موضوع كه شايد اين قوانين مطرح شده جهان شمول نباشند و تحت شرايطي تغيير كنند غفلت شده اند ، اگر ميزان ماده تاريك در عالم به اين مقدار هم باشد ، حضور آن در ماهيت و مكان ديگري از عالم خواهد بود كه ما انتظار آن را نداريم . نور در هنگام عبور تحت تاثير كانالهاي گرانشي ، خميده و منحرف ميشود ، چرا كه استنباط اوليه اين است كه امواج الكترومغناطيس و گرانشي ماهيت و منشاء واحدي دارند و انحناي نور ربطي به نظريه انحناي فضا - زمان ندارد ، براي اينكه نسبيت چيزي به نام گرانش را قبول ندارد و معتقد است كه حضور جرم در فضا باعث انحناي فضا - زمان ميشود و اين انحناي فضا - زمان است كه اجرام و نور را به طرف خود مي‌كشد . امواج الكترومغناطيسي و ميدان گرانش قابليت تبديل شدن به يكديگر را دارند و ميتوانند بر هم تاثير گذار هم باشند و اصولا در قوانين نسبيت نمي‌توان انحناي ميادين گرانش را در فضا اعمال كرد ، براي اينكه فضا - زمان قبلا توسط حضور خود جرم انحنا يافته است ، يعني از ديدگاه نظريه نسبيت عام ، همانند ديدگاه مكانيك كلاسيك ، دوران جرم بر ميدان گرانش يا بهتر است بگوييم در انحناي فضا - زمان بي‌تاثير است ، براي اينكه سرعت دوران ( زاويه‌اي ) جرم يا مركز گرانش در تمامي معادلات ارايه شده توسط مكانيك كلاسيك و نسبيت عام ، مطرح و درج نشده است ، حتي معادله مقدار انحناي نور توسط جرم در نسبيت عام ، كه اين مسئله از نقاط ضعف قوانين فيزيك كلاسيك و نسبيت و در كل اندوخته فعلي بشر از علم فيزيك است ، و مسلما يك مركز ثابت گرانشي با يك مركز گرانشي دوار از لحاظ خواص فيزيكي ميتواند بسيار متفاوت باشد كه چنين پيش بيني ميشود كه يك ميدان گرانشي دوار ميتواند بيشتر از يك ميدان گرانشي تقريبا ثابت بر مسير نور تاثير گذار باشد و خواص بسيار جالبي از خود نشان دهد كه در آينده در مورد آن مطالبي ارايه خواهيم كرد و توضيح خواهيم داد كه امواج گرانشي همان امواج الكترومغناطيسي هستند ولي به صورت طولي توليد و منتشر ميشوند در حالي كه نور موج عرضي الكترومغناطيس است . انحناي ميادين گرانشي از نظر هندسي خيلي توجيه پذيرتر از انحناي فضا - زمان در نسبيت عام است . به اشكال زير توجه نماييد :
شكل سمت چپ انحناي خطي يك ميدان گرانشي را نشان ميدهد و شكل سمت راست انحناي كروي همان ميدان را نشان ميدهد كه از مقاطع و زواياي مختلف برش خورده است . اين در حالي است كه نسبيت شكل زير را براي انحناي فضا - زمان ارايه كرده است كه سطحي و دو بعدي به نظر ميرسد و اين در صورتي است كه فضا سه بعدي بوده و اصولا انحناي فضا - زمان قابليت رسم هندسي را ندارد ، بلكه پديده‌اي است كه ميبايست در ذهن تجسم و شبيه سازي شود ، در نتيجه توجيه هندسي خوبي هم نخواهد داشت .
به طور مثال اگر پرتو شعاع نور بر روي سطح افقي حركت كند ميتوان با شكل فوق انحراف آن را در جوار يك جرم ثقيل توجيه نمود ولي اگر پرتو نور زير سطح افقي حركت كند يا به حالت عمودي بر جرم بتابد با شكل فوق نمي توان انحراف آن را توجيه نمود . ولي با اشكال ارايه شده مبني بر انحراف خطي و كروي ميدان گرانشي ، انحراف نور را تحت هر زاويه‌اي ميتوان توجيه كرد . يك سوال بسيار مهم كه ميتوانيم در نظريه نسبيت عام مطرح كنيم اين است كه اگر ميدان گرانش يك جرم ، انحناي فضا - زمان حاصل آن در فضاي پيرامون است ، پس ميدان الكتريكي و يا الكترومغناطيسي حاصل از يك جسم باردار ساكن و يا در حال دوران در فضاي پيرامون چه خواهد بود ؟
به قول يكي از دوستان براي اينكه گوي ( جرم ) به مركز گودي سطح فوق كشيده و سقوط كند ميبايست نيروي جاذبه اي همچون زمين را در زير سطح در نظر بگيريم كه اين نيروي كشش در فضايي كه ما در آن بي وزن و معلق ميشويم وجود ندارد كه مسلما انيشتين نيز نتوانسته از عادتهاي فكري قبلي و كلاسيك خود گريز داشته باشد و اين موضوع مهم را در امثال خود ناديده گرفته كه جاي بحث دارد ؟
سخن آخر اينكه اطلاعات ما در مورد ماهيت ماده تاريك و مقدار آن و حتي مكان حضور آن درست به نظر نمي‌رسد ، ولي قدر مسلم بيشتر از اينكه گرانش بر ماده تاريك تاثير گذار باشد يا ماده تاريك از خود خواص گرانشي نشان دهد ، امواج الكترومغناطيس با ماده تاريك برهمكنش قوي دارند و از اينرو ماده تاريك غير قابل رويت به نظر ميرسد مگر اينكه مابين منبع نور و ديد ناظر قرار گيرد و سايه آن آشكار شود كه در اين وضعيت ، ماده تاريك ميبايست از غلظت بالايي در فضا برخوردار باشد كه در غلظت پايين ، فقط پديده انحراف مشهود خواهد بود .
ميدان گرانش حجمي ، سطحي و خطي :
نيوتن فرض كرد كه نيروي گرانش زمين ، بر سطح كره‌اي بزرگ و در حال انبساط در همه جهات پراكنده است . بنابراين مساحت كره S كه شعاع آن r باشد ، برابر است با :
S=4πr²
يعني همان نيرويي كه موجب سقوط سيب به طرف زمين ميشود ، بر ماه نيز اعمال مي‌گردد . وي فرض كرد نيروي گرانش با عكس مجذور فاصله بين دو جسم متناسب است يعني :
F≈1/r²
اين تناسب به اين معني است كه اگر شعاع يك كره را دو برابر كنيم ، مساحت آن چهار برابر خواهد شد . پس اگر فاصله ما از مركز زمين دو برابر شود نيروي گرانشي مابين ما و زمين به يك چهارم حالت قبل كاهش پيدا خواهد كرد .
آنگاه نيوتن نتيجه گرفت كه نيروي گرانش ميان هر دو جسم موجود در جهان ؛ مستقيما متناسب با حاصل ضرب جرم‌هاي آنهاست . سپس وي با وارد كردن يك ضريب ثابت ، تناسب را به تساوي تبديل كرد و قانون جهاني گرانش را به صورت زير ارايه داد :
F=Gm1m2/R²
كه در آن m1 و m2 به ترتيب جرم دو جسم ، R فاصله مركز دو جسم و G ثابت جهاني گرانش است . لازم به يادآوري است نيوتن فرض كرد ، جرم اجسامي كه به يكديگر نيروي گرانش وارد ميكنند در مركز آنها متمركز شده و از اين نظر مانند دو ذره عمل ميكنند .
ولي همانطور كه توضيح داده شد با مشاهده ساختار فيزيكي كهكشانها و سياه‌چاله‌هاي دوار ، چنين مشخص ميشود كه كليه اجرام پيرامون آنها ، تقريبا تمايل دارند تا بر روي سطح ( ديسك ) قرار گيرند نه سطح كره‌اي فرضي نيوتن ، كه مشاهدات نشان داده است مركز اين سطح يا ديسك ، هسته كهكشان و يا جرم نوتروني است و علت اين پديده دوران ميادين گرانشي است . به تصاوير زير توجه نماييد :
در واقع اين قانون گرانش نيوتن براي اجرامي با سرعت زاويه‌اي پايين ، مثل خورشيد و يا سياره زمين صادق است ، ولي چنين به نظر ميرسد كه نيرو و ميدان گرانشي يك جرم سنگين با سرعت زاويه‌اي نسبتا زياد ، از سطح يا حجم كروي به سطح يا محيط دايره‌اي تغيير شكل پيدا ميكند .
قبل از هر چيز ميبايست در مورد دو كسر m³/m² و m²/m توضيحاتي ارايه نمود . همانطور كه ميدانيم منظور از m متر ، m² متر مربع و m³ متر مكعب است . حاصل عمل m³/m² و m²/m بينهايت است براي اينكه در يك متر مربع ميتوان بينهايت خط به طول يك متر در نظر گرفت و همچنين در يك متر مكعب ميتوان بينهايت صفحه يك متر مربعي در نظر گرفت . در واقع اين كسرها بيشتر از اينكه مفهوم جبري داشته باشند و بتوان آنها را از حالت كسري خارج نمود ، مفهوم هندسي دارند و به بينهايت ميل ميكنند . از اينرو ما به اين نتيجه كلي ميرسيم كه اگر اجسام سنگيني همچون هسته فرضي كهكشانها و يا ستارگان نوتروني با سرعت زاويه‌اي بالايي دوران داشته باشند ، ميدان گرانشي آنها از حجم و سطح كروي به صفحه مسطح و خطوط دايره وار تغيير يافته ( يعني دوران ميادين گرانشي ) و شدت ميدان گرانشي شكل گرفته بر روي ديسك تشكيل شده ، فوق‌العاده افزايش مي‌يابد و از ديدگاه كلاسيك اجرام پيرامون اين اجرام ميبايست با سرعت بيشتري به چرخند تا به طرف مركز گرانش جذب و سقوط نكنند . از اينرو قوانين گرانش نيوتني و حتي انحناي فضا - زمان نسبيت ، مفهوم و اعتبار فعلي خود را از دست ميدهند و نمي‌توانند اين پديده را توجيه كنند و اعمال ماده تاريك براي توجيه اين گرانش بيش از انتظار از ديدگاه فيزيك كلاسيك و نسبيت عام ، بي مورد و غير ضروري است و هيچ نيازي نيست كه براي پايدار ماندن و حفاظت از اين قوانين ، جرم بسيار زياد آن هم از نوع مجهول اعمال كنيم . شايد با اعمال تغييراتي در اين قوانين مشكل ما حل شود .
در نمودار حجمي فوق ، كره سبز رنگ ميدان گرانش كهكشان راه شيري بدون دوران هسته را نشان ميدهد . استوانه آبي رنگ ( ديسك ) منطقه و حجمي است كه تقريبا تمامي اين ميدان گرانش به علت دوران هسته در آن تراكم پيدا نموده است و با توجه به شدت ميدان اندازه گيري شده بر روي مناطقي از اين ديسك ، طبق معادلات مكانيك كلاسيك و نسبيت عام ، كره قرمز رنگ براي اندازه گرانش كهكشان راه شيري پيشنهاد شده است ، كه مقدار گرانش آن 10 برابر جرم رويت شده در كهكشان است ، يعني 90 درصد خطا در محاسبات روز دنياي فيزيك ما انسانها . در واقع ميتوانيم به اين نتيجه كلي برسيم كه اگر سرعت خطي اجرام موجود در هسته كهكشان حول مركز ، به يك سوم سرعت نور برسد ، شدت ميدان گرانش در روي ديسك ايجاد شده 10 برابر خواهد شد ، پديده‌اي است كه مشاهده ميشود و پيدا كردن رابطه رياضي آن در آينده امكان پذير خواهد بود . و فعلا چنين به نظر ميرسد كه چون محيط دايره از رابطه زير بدست مي‌آيد :
d=2πr
نيروي جاذبه در هنگام دوران ميادين گرانشي با عكس فاصله مابين دو جسم متناسب باشد يعني :
F≈1/r
اين تناسب به اين معني است كه اگر شعاع يك دايره را دو برابر كنيم ، محيط آن دو برابر خواهد شد . پس اگر فاصله ما از يك مركز گرانش دوار با سرعت زاويه اي بالا دو برابر شود نيروي گرانشي مابين ما و آن به نصف حالت قبل كاهش پيدا خواهد كرد نه يك چهارم . كه معادله گرانش نيوتن به معادله زير تبديل خواهد شد .
F=Gm1m2/R
كه در آن m1 و m2 به ترتيب جرم دو جسم ، R فاصله مركز دو جسم و G ثابت جهاني گرانش است . كه مسلما در اين حالت نيروي جاذبه هسته كهكشان نسبت به ستارگان افزايش پيدا كرده و ستارگان ميبايست با سرعت زيادي به دور هسته چرخيده تا نيروي گريز از مركز بيشتري داشته باشند تا بتوانند پيرامون هسته كهكشان تعادل و پايداري داشته باشند . و اينك با برابري نيروي جاذبه و نيروي جانب مركز خواهيم داشت :
و اين پديده شگفت انگيز واقعا مشاهده شده و به عنوان يك اصل پذيرفته شده است ، يعني سرعت چرخش ستارگان درون كهكشانها با افزايش جرم و حجم كهكشان افزايش داشته و رابطه مستقيم دارد ، همچنين سرعت چرخش در بعضي از مكانهاي كهكشان مقداري ثابت ميشود . پس با رابطه بالا به راحتي ميتوان جرم هسته كهكشانها را با توجه به سرعت چرخش ستارگان برآورد و محاسبه كرد كه مسلما با جرم قابل رويت توافق و توازن خواهد داشت . البته اين سرعت مربوط به سرعت چرخش ستارگاني است كه دور از انتظار بوده و با قوانين گرانش فعلي غير قابل توجيه و ناسازگار است .
و نكته مهم اينجاست كه با افزايش مقدار R ، حاصل كسر 4R/3 و عبارت 2R نيز افزايش پيدا ميكند . يعني نمودار زير :
ولي اين افزايش مقدار R تا اندازه‌اي ميتواند ادامه داشته باشد و بعد از مسافتي وارونگي ميدان گرانشي روي داده و شتاب گرانشي ، تبديل به شتاب گرانشي منفي ميشود . يعني همان چيزي كه باعث انبساط شتابدار كيهان ميشود و از اينرو جهت توجيه انبساط عالم نيازي به نظريه انفجار بزرگ نداريم . هر جسم سنگين دوار در فاصله‌اي از خود اين ميدان ضد گرانش را پديدار و توليد ميكند كه اگر اينچنين نبود كيهان خيلي وقت پيش در هم فرو رفته و منهدم ميشد . اين همان چيزي است كه انرژي تاريك نام گرفته است و تا به امروز از ماهيت آن بي اطلاع بوده‌ايم . لازم به توضيح است كه از زمان نيوتن برخي از فيزيكدانان اعتقاد داشتند كه در مقابل گرانش كه يك نيروي جاذبه است و ميبايست موجب فرو ريزش جهان شود ، يك نيروي دافعه وجود دارد كه مانع درهم ريختن جهان ميشود و جهان پايدار باقي مي‌ماند . در هر صورت نه مخالفين جهان پايدار براي ادعاي خود دليل داشتند و نه طرفداران آن مي‌توانستند آنرا اثبات كنند . اين نيروي دافعه‌اي گرانشي ، برون كهكشاني ميباشد و مربوط به داخل كهكشان نمي‌شود . خود نيوتن در اواخر زندگي خود متوجه نقص قانون گرانش خود شده بود ، براي اينكه برد اين نيروي گرانش در اين قانون بينهايت بوده و تجميع اين نيروها در نهايت براي كيهان مشكل ساز خواهد شد .
ما بايد به ياد داشته باشيم كه شكل ميدان گرانشي در پيرامون يك جرم دوار ( با سرعت زاويه‌اي زياد ) ، يكسان و همگن توسعه نمي‌يابد ، بلكه چيزي شبيه به تصوير زير است .
منطقه آبي رنگ گرانش كروي ، منطقه سبز رنگ گرانش بيضوي ، منطقه زرد رنگ گرانش در روي ديسك و منطقه قرمز رنگ گرانش منفي را نشان ميدهد كه البته اين ميدان گرانش منفي تا بينهايت ادامه يافته و باعث انبساط دائمی شتابدار كيهان ميشود .
با فرض اينكه يك ستاره ، دوران ( سرعت زاويه‌اي ) ناچيزي داشته باشد ، ممكن است كه سيارات در مسيرهاي ( مدارهاي ) مخالف يكديگر چرخش داشته باشند ، توان چرخش ماهواره‌ها در جهت مخالف يكديگر به دور سياره زمين دليلي بر اين مدعاست و لازم نيست كه تمامي اين مسيرها ( مدارها ) بر روي يك صفحه ( ديسك ) باشند ، اين مدارها ميتوانند با هم زاويه نيز داشته باشند ، ولي در مورد كهكشانها كه هسته آنها با سرعت خطي تقريبا 3/1 سرعت نور در حال دوران و چرخش است ، ممكن نيست كه ستارگان در مسيرهاي مخالف يكديگر چرخش داشته باشند . براي اينكه ميادين گرانشي هسته كهكشانها در اين وضعيت دوران پيدا كرده و ستارگان مجبورند كه فقط در يك جهت چرخش داشته باشند . اين موضوع و پديده ، دليل قانع كننده‌اي براي اثبات نظريه دوران ميادين گرانشي ميباشد ، چرا كه تمامي ستارگان مجبورند در روي ديسك چرخش داشته باشند و ممكن نيست كه مدار چرخش آنها با يكديگر زاويه‌اي را تشكيل دهد .
نظريه فعلي در مورد ماده تاريك ابهام آور و متناقض ميباشد ، نظريه فعلي مي‌گويد كه ماده تاريك هيچ برهمكنشي با نور ندارد ، يعني ماده تاريك نه ميتواند نور را منعكس كند و نه آن را جذب كند ، يعني نسبت به نور كاملا خنثي است ، ولي با اين توصيف مدعي ميشود كه ماده تاريك به واسطه داشتن جرم زياد در كيهان ، ميتواند نور را منحرف و خم كند و انحراف نور مشاهده شده در بعضي از مناطق كيهان را مربوط به ماده تاريك ميكند و حال اين سوال مطرح ميشود كه آيا اين انحراف خود برهمكنش محسوب نمي‌شود ؟
در واقع يكي از فلسفه‌هاي وجودي خود ماده تاريك بر پايه برهمكنش آن با نور استوار شده است كه با توصيف آن در تضاد است . طبق نظريه نسبيت ، اجرام ميتوانند نور را از مسير خود منحرف كنند و اين انحراف در نهايت ميتواند منجر به جذب هم شود ، همانند سياه چاله‌ها و اصولا عبارات جذب و انحراف يك مفهوم را ميرسانند ، يعني برهمكنش يا تاثيرات متقابل . ما نبايد اين موضوع را فراموش كنيم كه گرانش با امواج الكترومغناطيس برهمكنش دارد و اين پديده ثابت شده است و چون براي ماده تاريك جرم قائل شده‌اند ، پس اجبارا ماده تاريك با نور برهمكنش خواهد داشت . در حقيقت عكس گرفته شده توسط تلسكوپ هابل كه يك ابزار اپتيكي است بيانگر اين موضوع ميباشد كه اين ماده تاريك با نور برهمكنش دارد ، كه اگر نداشت يك ابزار اپتيكي مانند تلسكوپ هابل هرگز توانايي شناسايي آن را نداشت . و اما در مورد ديدن ، ميتوان براي آن دو تعريف ارايه داد 1 - رويت و مشاهده كه علت آن اين است كه يك جسم بايد يا خود مولد نور باشد و يا اينكه نور تابيده شده را منعكس كند 2- شناسايي و رديابي به علت جذب نور ، يعني جسم نسبت به محيط خود تاريك ، تيره و سياه‌تر ديده ميشود .
در نهايت عكس گرفته شده توسط تلسكوپ هابل و مفاهيم خود نظريات فعلي ، بيانگر اين موضوع و واقعيت است كه ماده تاريك با نور برهمكنش دارد و اين برهمكنش از نوع جذبي و انحرافي است و نه از نوع انعكاسي و اين موضوع هم غير قابل انكار و رد ميباشد ، از اينرو نظريه فعلي در مورد ماده تاريك ناقص ، ناكار‌آمد و غير قابل اطمينان بوده و به همين دليل مهم نظريه درست اين است كه چون اين ماده تاريك با نور برهمكنش دارد و اين برهمكنش از نوع جذبي است اين ماده تاريك ميتواند نور قوي را جذب كند و همواره نسبت به محيط تيره‌تر ديده شود و سياه به نظر برسد ، جنس لكه‌هاي خورشيدي از جنس ماده تاريك است ، براي اينكه فقط ماده تاريك توانايي انجام اين عمل را در اين برد حرارت دارد .
برهمكنش نور با ماده تاريك از نوع گرانشي است يا الكترومغناطيسي ؟
به معادلات زير توجه نماييد :
Ep انرژي فوتون طبق معادله پلانک
h ثابت پلانک
v فركانس طيف نور
E انرژي طبق رابطه هم ارزي جرم و انرژي نسبيت
M جرم
C سرعت نور
m جرم فوتون
P تكانه فوتون
v سرعت كه سرعت خطي فوتون ( نور ) جايگزين آن ميشود
W وزن فوتون در ميدان گرانشي
g شتاب گرانشي
اصولا چون در فيزيك مدرن فوتون جرم و تكانه و .. دارد در ميدان گرانش منحرف ميشود كه اين موضوع بيانگر اين مطلب مهم است كه گرانش با امواج الكترومغناطيسي برهمکنش دارد و اصولا چنين تصور ميشود كه اين دو تحت شرايطي ميتوانند به يكديگر تبديل شوند و ماهيت و منشاء واحدي دارند ، كه يكي از اهداف كلي نظريه وحدت نيروها رسيدن به اثبات اين موضوع كلي است ، يعني معادلاتي وجود دارد كه ميتواند گرانش را به موج الكترومغناطيس تبديل كند و برعكس . اين دو ميدان اگر نسبت به يكديگر برهمكنش نداشتند هرگز بر هم اثر نمي‌كردند .
اينكه ما در حالت كلي دو نوع برهمكنش داشته باشيم
1 - الكترومغناطيسي
2- گرانشي ،
بحثي است كه بيشتر در فيزيك كلاسيك مطرح شده است . در فيزيك مدرن تعريف كلي برهمكنش ، تبادل و یا انتقال انرژي است و فيزيك مدرن در پديده برهمكنش ، اين تبادل انرژي را مد نظر گرفته و برسي و تحقيق ميكند ، و اصولا توجهي به دو مبحث الكترومغناطيس و يا گرانش ندارد ، شايد نگرش روز به ماده تاريك بيشتر از ديد فيزيك كلاسيك و عادتهای فکری ما باشد تا اصول فيزيك مدرن . همانطور كه ميدانيم انيشتين با رابطه hv=1/2m0v²+hv0 پديده فتوالكتريك را توجيه كرد . يعني هرقدر فركانس نور بيشتر باشد ، فوتون ميتواند انرژي جنبشي بيشتري بر الكترون منتقل كند . دقت كنيد كه اينجا اصلا چيزي به نام برهمكنش الكترومغناطيسي و يا گرانشي مطرح نيست ، بلكه فقط و فقط انتقال انرژي آن هم از نوع جنبشي مطرح است . حرف و كلام خيلي ساده و مختصر اين است كه نور با ماده تاريك برهمكنش دارد و ايندو ميتوانند با هم تبادل انرژي داشته باشند و اين مطلب كه نور با ماده تاريك برهمكنش گرانشي دارد نه الكترومغناطيسي ، مطلبي است كه در فيزيك كلاسيك مطرح ميشود و اصل اين موضوع مطرح شده در فيزيك مدرن نامفهوم و بي معني است ، براي اينكه فيزيك مدرن مفاهيم فيزيك كلاسيك را دگرگون و عوض كرده است . نگرش فيزيك مدرن به پديده فتوالكتريك یا کمپتون همانند اين است كه يك توپ گلف با سرعت كافي به توپ فوتبال برخورد كند و آن را به خارج زمين فوتبال پرتاب كند .
لازم به يادآوري است كه چون فيزيكدانان نتوانسته‌اند در نهايت پي به ماهيت اين ماده ببرند نام آن را ماده تاريك ( مجهول ) گذاشته‌اند . در اوايل ارايه اين نظريه ، فيزيكدانان بر اين باور بودند كه چون اين ماده گرانش دارد ميتواند باعث انحناي نور شود . ولي با يافته‌هاي اخير توسط تلسكوپ فضايي هابل به اين نتيجه رسيده‌اند كه ماده تاريك ميتواند نور را متلاطم كند ، همانند سنگي كه درون استخر انداخته باشيم كه اين بيانگر اين موضوع است كه نظريات در مورد ماده تاريك در حال تحول و تغيير است و اما در مورد عكس گرفته شده :
بايد چنين توضيح داد كه قدرت رصد تلسكوپ هابل ميليونها برابر ديد چشم انسان است و اين ابزار اپتيكي ميتواند كوچكترين تغييرات در نورهاي انتشاري را متوجه شود و در بسياري از موارد براي اينكه اين تغييرات براي ما مشهود و مشخص باشد ، مجبوريم تغييراتي در عكسها اعمال نماييم . در اين رابطه نظر كلي اين است كه بجاي اينكه خاصيت گرانشي به ماده تاريك قائل شويم بايد خاصيت جذب نور به آن بدهيم براي اينكه اين گرانش در نهايت هم براي ماده تاريك و هم براي كيهان مشكل ساز خواهد بود . تلسكوپ فضايي هابل يك ابزار اپتيكي است كه توانسته است ماده تاريك را در ناحيه‌اي از كيهان رديابي و شناسايي كند كه اين موضوع دال بر اين واقعيت است كه اين ماده تاريك با نور برهمكنش دارد كه اگر نداشت ، تلسكوپ هابل هرگز نمي‌توانست آن را شناسايي كند . عكس ارايه شده توسط تلسكوپ هابل بيانگر جذب نور توسط ماده تاريك است نه انحناي نور توسط ماده تاريك ، كه اگر ماده تاريك با آن چگالي كم ميتوانست اين انحنا را در نور ايجاد كند ، به آن حالت رقيق در فضا شناور نمي‌ماند ، بلكه همانند نوترونها همديگر را بشدت مي‌ربودند و تشكيل يك فوق سياه چاله را ميدادند كه تا به امروز چنين چيزي شناخته نشده است .
طبق تعاريف فعلي هر دو گزينه اصلي ماده تاريك يعني نوترينوها ( neutrino ) و ويمپها ( WIMPs ) داراي سرعتهاي بسيار زيادي هستند !
در مورد عكس ارايه شده توسط تلسكوپ هابل در مورد ماده تاريك چنين توضيح داده شده است كه " دانشمندان با استفاده از تلسكوپ فضايي هابل ثابت كرده‌اند كه اين حلقه مدتها پيش و بعد از اينكه يك تصادف شديد غول آسا و عظيم مابين دو مجموعه كهكشاني رخ داد ، شكل گرفته است "
ولي اين دو خوشه كهكشاني در تصوير فوق رويت نميشوند ، براي اينكه مجموعه كهكشانها مدتها پيش از يكديگر گذر كرده‌اند ، ولي ماده تاريك باقي مانده است كه اين موضوع بيانگر اين واقعيت است كه سرعت حركت ماده تاريك در اين عكس بسيار كمتر از مجموعه كهكشانها و صد البته سحابي‌ها ميباشد . پس اگر ماده تاريك گرانش داشت ، تجمع و تراكم آن تا اين مدت حتمي بود ، حتي خيلي سريع تر از تشكيل ستارگان و ...... و اين عكس ثابت ميكند كه ماده تاريك تقريبا ساكن است و اصولا اگر قرار بود ماده تاريك با سرعتي نزديك به سرعت نور حركت كند مسئله انحناي نور توسط آن منتفي ميشد .
يكي از دلايل تشكيل لكه‌هاي خورشيدي اينطور توجيه ميشود كه سرعت چرخش خورشيد به دور محورش ، در همه نقاطش يكسان نيست كه باعث پيچش خطوط ميدان مغناطيسي به هم ميشود و الا آخر .... !
اينك اين سوال مطرح ميشود كه اگر يكي از دلايل تشكيل لكه‌هاي خورشيدي اين موضوع باشد ، ما هميشه و همواره بايد شاهد وجود لكه‌هاي خورشيدي باشيم . ولي اين طوري نيست ، براي اينكه پديدار شدن اين لكه‌ها به صورت دوره‌اي ( 10 الي 11 ) ساله است . به گفته نيوتن هر عملي عكس‌العملي دارد ، ما همانطور كه ميتوانيم ادعا كنيم كه ميدانهاي مغناطيسي باعث پديدار شدن لكه‌ها ميشود ، ميتوانيم بگوييم كه پديدار شدن لكه‌ها باعث تشديد ميدان‌ها و طوفانهاي مغناطيسي در خورشيد ميشود . ميتوان تصور كرد كه فعاليت هسته‌اي طبيعي خورشيد همان چرخه كربن است ولي به دلايلي و به صورت دوره‌اي در كنار چرخه كربن ، واكنش ادغام نوترونها یا ذرات دیگر و توليد ماده تاريك در خورشيد روي ميدهد كه تجمع اين ماده در سطح خورشيد شناسايي ، و همراه با تشديد و آشكار شدن طوفانهاي مغناطيسي خورشيدي است .
سخنان گوهربار از دوست و عضوي در تالار هوپا :
به نظر من چون دانشمندا كم آوردن گفتن آقا خب اين ماده ي تاريك ! چون واقعا جوابي نداشتن ! درست مثل نظريه ي اتر ! البته اين نظر منه !!!!
در ادامه ..............
دوست گرامي :
به نظر من ، نظر شما كاملا درسته ، براي اينكه به نظر من آنها با يك محاسبه نادرست به يك جواب و توجیه نادرست رسيده‌اند . جالب اينجاست كه طبق محاسبات قبلي ٬ اين اتر كه شما گفتيد ميبايست سخت‌تر از شيشه و فولاد باشد تا بتواند نور را به اين سرعت منتقل كند ٬ كه حكايت اين ماده تاريك هم به قول شما همان حكايت اتر است . // محمدرضا طباطبايي
خبر علمي :
جهان امروزی ' زاييده يك جهان قبلی است '
سارا کروداس
ممكن است جهانی از "ماده تاريك" به موازات جهان ما وجود داشته باشد .
تيم مشتركی از دانشمندان آمريكايی و بريتانيايی نظريه تازه‌ای را در مورد تكامل كيهان پيشنهاد كرده است .
اين نظريه می گويد كه گيتی احتمالا چرخه‌ای را طی می كند كه "انفجارهای بزرگ" (Big Bangs) تنها بخشی از آن است و همچنين شامل "ريزش های بزرگ" (Big Crunches) نيز می شود .
اين نظريه نگاه متعارف از كائنات را، كه قدمت آن براساس مشاهدات 12 تا 14 ميليارد سال رقم زده می شود ، به چالش می گيرد .
ايده تازه كه در نشريه "ساينس" بازتاب يافته است ممكن است توضيح دهد چرا انبساط جهان در حال شتاب گرفتن است .
پروفسور پل استاينهارت از دانشگاه پرينستون در نيوجرسی كه از آفرينندگان اين نظريه است گفت: " در حال حاضر نگاه متعارف به جهان اين است كه تمام فضا - زمان ، ماده و انرژی در يك نقطه واحد شروع شد و سپس منبسط و سرد شد كه جهان امروزی را پديد آورد ."
"با اين حال، نظريه تازه حاكی است كه يك چرخه پيوسته از جهان‌ها وجود دارد، كه هر دام تكرار ديگری است اما نه دقيقا همانند جهان قبلی."
او می گويد می توان به هر جهانی به عنوان فرزند جهان قبلی نگاه كرد .
ثابت كيهانی
ايده تازه بر مطالعات قبلی همين گروه از محققان بنا شده است و مدل كنونی را زير سوال می برد .
در دهه 1920، زمانی كه اينشتين در حال توسعه نظريه نسبيت عام بود ، يك ثابت كيهانی را معرفی كرد تا بتواند ايده خود از جهان ايستا را توضيح دهد .
اينشتين ثابت كيهانی را بزرگترين اشتباه كاری خود خواند
معادلات اينشتين پيش بينی می كرد كه جهان زير فشار جاذبه خود متلاشی شود، درحالی كه مشاهدات و رصدها به روشنی نشان داد جهان در حال انقباض نيست .
ثابت كيهانی اينشتين نمايانگر فشار يا نيرويی ذاتی مرتبط با فضای آزاد بود، كه در مقابل انقباض ناشی از نيروی جاذبه مقاومت می كند .
اين مفهوم پس از آنكه رصدها نشان داد جهان در حال انبساط است كنار گذاشته شد و باعث شد اينشتين ثابت كيهانی را " بزرگترين اشتباه زندگی حرفه‌ای " خود توصيف كند .
در سال 1998، صورت تازه‌ای از ثابت كيهانی سر بر آورد و آن زمانی بود كه معلوم شد انبساط جهان عملا در حال شتاب گرفتن است .
سوال های بی پاسخ
هرچند معرفی مجدد اين ثابت راه تطبيق محاسبات با تئوری را گشود ، اما همچنين سوال‌هايی را پديد آورد داير بر اينكه چيزی در فيزيك هست كه "گم شده" است .
پروفسور نيل توروک، از دانشگاه كمبريج به سايت خبری بی بی سی گفت : "زمانی كه قدر اين ثابت كيهاني محاسبه شد ، معلوم شد خيلی كوچكتر از حد انتظار است."
"اينكه چرا اين ثابت اين قدر كوچك است به يكی از بزرگترين سوالات فيزيك بدل شده است ."
"در حال حاضر، تنها توضيحی كه برای آن وجود دارد اين است كه شايد جهان اينگونه كار می كند ."
اين نظريه بسياری از پرسش‌ها را بی پاسخ می گذارد اما اكنون پروفسور استاينهارت و توروک نظريه تازه‌ای را برای توضيح علت كوچك بودن ثابت كيهانی پيشنهاد كرده‌اند .
آنها می گويند كه زمان عملا پيش از انفجار بزرگ شروع شد ، يعنی قبل از آن جهان ديگری وجود داشته است .
اين همچنين بدان معنی است كه جهان كنونی بسيار كهن تر از حد پذيرفته شده فعلی است .
پروفسور توروک توضيح داد: " در حال حاضر ممكن است يك جهان ديگر از جنس 'ماده تاريك' همزمان با جهان ما وجود داشته باشد كه ما هرگز نمی توانيم با آن تماس برقرار كنيم ."
او می افزايد : " اين دو جهان در نهايت بر اثر فشار نيروی جاذبه به سوی هم كشيده می شوند و با هم تصادف می كنند. اين بدان معنی است كه اموری كه الان اتفاق می افتد به خلق جهانی ديگر در آينده كمك خواهد كرد. "
منبع : سايت بي بي سي
http://www.bbc.co.uk/persian/science/st ... eory.shtml
لازم به توضيح نيست كه منشاء و انگيزه ارايه اين نظريه ، برداشت متداول از وجود ماده تاريك و داشتن خواص گرانشي براي آن است و چون ما ميدانيم كه اعمال و در نظر گرفتن مقدار بسيار زيادي از ماده تاريك براي كيهان بي مورد است ، پس اينچنين نظريه‌اي هم درست نخواهد بود . و نكته بسيار مهم در اين نظريه اين است كه مفهوم آن به نقطه ضعف بزرگ در مورد تئوري ماده تاريك اشاره دارد و آن اينكه اگر ماده تاريك خواص گرانشي داشته باشد در نهايت مجبور است تحت نيروي گرانشي با ماده باريوني ( ستارگان و ... ) ادغام و تصادم داشته باشد كه در نهايت منجر به انهدام كيهان خواهد شد ، كه اين اتفاق نيز ميبايست مدتها پيش روي مي‌داده است كه روي نداده و در آينده هم روي نخواهد داد ، براي اينكه ماده تاريكي با اين خواص گرانشي وجود خارجي ندارد و صرفا وجود آن از خطا در محاسبات گرانشي ناشي ميشود و صد البته دانش اندک از ماهیت و خواص متغییر گرانش .
گردباد كاترينا
به عكس فوق دقت كنيد كه موجودي خيلي شبيه به يك كهكشان است و مركز آن خالي خالي است . كيهان شناسان با توجه به قوانين گرانشي شناخته شده فعلي چنين حدس ميزنند كه در مركز كهكشانها ميبايست جرم بسيار زيادي وجود داشته باشد تا كهكشان به تعادل برسد و آن را منسوب به سياه‌چاله‌هاي ابر جرم ميكنند كه فعلا رويت يا شناسايي نشده‌اند ، چون مركز كهكشانها به علت وجود توده‌هاي گازي متراكم ، گرد و غبار زياد و حتي تراكم ستارگان قابل رويت نيست . در واقع ميتوان پيش بيني كرد كه قوانين ما در مورد گرانش ناقص است و همانطور كه لحاظ جرم بيش تر از جرم رويت شده براي كيهان بي‌مورد است ، بلكه لحاظ كردن هسته سنگين براي كهكشانها نيز بي‌مورد خواهد بود . ولي آنچه كه مسلم است اينكه سرعت خطي اجرام در نزديك مركز كهكشانها به يك سوم سرعت نور ميرسد كه اين پديده باعث دوران و حتي وارونگي ميادين گرانشي شده و ميتواند مكانيك چرخشي كهكشانها حتي سرعت فرار آنها را بدون نياز به لحاظ ماده تاريك و هسته سنگين توجيه كند . سياه چاله ها و اجرام نوتروني وجود دارند ولي سياه چاله هاي ابر جرم كه آنها را در مركز كهكشانها تصور ميكنند و آنهم صرفا براي توجيه مكانيك چرخشي آنها با قانون گرانش نيوتني طبق دانسته‌هاي روز ، وجود خارجي ندارند و صرفا تصور هستند . در واقع ما نمي‌توانيم نگرش کلی و ابتدایی خود در منظومه شمسي ( خورشيد با جرم بيشتر از 98 % منظومه ) را به كهكشان منتقل كنيم و ادعا كنيم سياه چاله هايي با جرم ميليونها و يا ميلياردها برابر خورشيد در مركز كهكشانها وجود دارند .
چرخش به دور مرکز جرم مشترک و نه به دور مرکز جاذبه :
همانطور که میدانیم مدار چرخش اقمار و سیارات نسبت به وزن و فاصله آنها از دایره به بیضی تغییر شکل پیدا میکند . یعنی به طور مثال زمین به دور مرکز خورشید نمی چرخد بلکه به دور مرکز جرم مشترک ( جرم زمین و خورشید ) می چرخد که مکان آن نیز متغییر است ولی ستارگان دوتایی رویت شده اند که روی مدار دایره ای در حال چرخش و تعقیب همدیگر هستند . در واقع آنها تحت تاثیر جرم مشترک یکدیگر و در حال چرخش به دور مکان ثابت آن هستند . در مورد کهکشانها نیز این موضوع به گونه ای صادق است ، یعنی تمامی ستارگان به دور مکانی به نام مرکز ( هسته کهکشان ) می چرخند که جرم مشترک تمامی آنها در آن واقع و یا متمرکز شده است بدون اینکه هیچ جرم و ماده ای در آنجا حضور داشته باشد .
محمدرضا طباطبايي 19/6/86
http://www.ki2100.com/physics/rotati...ty-fields.html
