اخترفیزیکدانان انفجار پرتوی گاما را ، “ادغام ستاره های نوترونی” و یا تابش نور اشعه ی گامای حاصل از انفجارهای ابرنواختری توصیف می کنند. طبق مشاهدات “تلسکوپ هشدار انفجار” متعلق  به “ماهواره ی سوایفت” پرتوی گامایی آشکارسازی شده که این پرتو به به قدری شدید است که توسط هر نظاره گری که دقیقا به آن نقطه در آسمان نگاه میکرد، حتی بدون تلسکوپ، قابل رویت بوده است. با این وجود، محاسبات نشان می دهد که این پرتو،هفت میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد .

نوع خاصی از ابرنواختران هستند که پرتوی گاما از خود منتشر میکنند .طبق فرضیات اخترفیزیکدانان این ابر نوختران در ستاره هایی که جرمی چندین برابر جرم خورشید دارند روی می دهد.  مانند میدان گرانشی بسیار شدیدی که بقایا ی یک ابرنواختر را به سیاهچاله تبدیل می کند.با صرف نظر از این پروسه ،هنوز چگونگی انفجار ابرنواختر و فروپاشی آن به یک سیاهچاله و تولید انفجار پرتوی گاما مشخص نمی باشد.

اندازه ی تخمین زده شده برای پرتوی گاما به فاصله ی آن از ما بستگی دارد . و این در مورد انفجار پرتوی گاما چگونه است ؟ اولین انفجارات پرتوهای گاما در کهکشان هایی با انتقال به سرخ های زیاد مشاهده شدند.کهکشان هایی که به نظر می رسید نزدیک به دوازده میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند.اگر این کهکشان به همان میزان که به نظر میرسد از ما دور باشند ، انرژی مشاهده شده از فلشهای پرتوی گامای ساطع شده از انها فراتر از هر ابرنواختری می باشد. بنابراین ،یک  نهاد فرضی کیهانی به نام هایپرنوا را اختراع نمودند تا نجات دهنده ی نظریه ی انتقال به سرخ و فاصله ی اجرام کیهانی از ما باشد.

در نظریه ی جهان الکتریک این پرتوهای کیهانی با روش دیگری شتاب می گیرند : لایه های دوتایی. لایه ی دوتایی پلاسما در سال  ۱۹۲۹ توسط پیشرو و برنده ی جایزه ی نوبل ،ادوین لانگمویر ، معرفی شد. لایه ی دوتایی پلاسما زمانی که الکتریسته به درون پلاسما جریان پیدا کند شکل میگیرد .یکی دیگر از برندگان جایزه ی نوبل ،هانس آلفون،لایه دوتایی را به عنوان “شکلی از پلاسماست که اگر بخواهیم ملموس تر و فیزیکی تر آن را معنا کنیم همچون دیوار سلولی در زیست شناسی  که خود را از محیط اطراف حفظ می نماید، است.”

الکس دسلر ، فیزیکدان پلاسما مینویسد:در سال ۱۹۵۶ با باور های عمیقی وارد عرصه ی فیزیک فضا شده بودم.به عنوان مثال:فکر میکردم که میدان الکتریکی در پلاسمایی با چگالی بالا در فضا نمیتواند وجود داشته باشد.حدود سه سال بعد بود که با مطالعه ی عینی کار های الفون ،  توسط “اس چاندراسخار” شرمسار شدم. میزان تعجب و شگفتی من از یافتن درستی کار آلفون و ناحق بودن منتقدانش غیر قابل وصف بود. من متوجه شدم که مکانیزم قدرت پرتو های کیهانی اساسا منطبق بر مکانیزم معروفی ست که توسط فرمی در سال ۱۹۴۹ و همچنین پیش تر از آن توسط آلفون مطرح شده است. نقل قول از کتاب آنتونی پرات به نام “ریش سفید مخالفان پلاسما” ،واشنگتن تایمز،ضمیمه:جهان و من .(می ۱۹۸۸)

توضیح دیگر در بیان شدت انفجارات پرتوی گاما این است که انتقال به سرخ در واقع معیار مناسبی برای تعیین فاصله نمی باشد و انفجار پرتوهای گاما در کهکشان های نزدیک و در همسایگی ما هم اتفاق می افتد. به همین ترتیب ،انفجار پرتوی گاما به طرز غیرقابل تصوری قدرتمند نیستند و درد زایش یک سیاهچاله نمیباشند.

اگر این پرتو های گاما در نزدیکی ما واقع شده اند بنابراین انرژی کمتری دارند و تخلیه ی الکتریکی پلاسما در قالب انفجار لایه ی دوتایی می تواند باعث انفجار اشعه ی گاما شود. دقیقا به همان صورتی که در تجربیات آزمایشگاهی مشاهده شده است . پس به جای پدیده های ریاضیاتی همچون سیاهچاله ها ، ستاره های نوترونی و هایپرنوا ها چرا روی فرضیات واقعی و قابل آزمایش و کار با مدل های فیزیکی و واقعی تکیه نکنیم؟

کیهان شناسی استاندارد سعی دارد که هر طور شده مدل های خود را  با مشاهدات انطباق دهد. اشعه ی ایکس حاصل از برانگیختگی یون ها، طیف وسیعی از منحنی های نوری و بعضی وقت ها پرتوهای گاما از خواص رعد و برق هستند. شبیه سازی های کامپیوتری نشان میدهد که رفتار پلاسما در مقیاس های مختلف چه در اتم هاو چه در کهکشان ها یکسان می باشند. شاید انفجارات ناگهانی پرتو های گاما رعد و برق های کیهانی در ابر های بسیار وسیع و الکتریکی پلاسما هستند.

استفان اسمیت

ترجمه: شادی طهماسبی

Double Layer Busters

Translator: Shadi Tahmasebi

برای مطالعه بیش تر می توانید فصل غلاف های پلاسما و لایه های دوتایی از کتاب راهنمای ضروری جهان الکتریکی که توسط اعضای بخش فارسی پروژه آذرخش به فارسی ترجمه شده است، مطالعه نمایید.

هرگونه استفاده از این اثر تنها با ذکر نام بخش فارسی پروژه بین المللی آذرخش آزاد می باشد.

فضا-زمان پیوسته نیست!

طبق اطلاعیه های مطبوعاتی اخیر “…دانشمندان خمیدگی هایی در بافت فضا زمان ، موسوم به امواج گرانشی را مشاهده نموده اند…” این مشاهدات در راستای تایید نظریه ی نسبیت عام بیان شده اند ، جایی که خمیدگی در بافت فضا زمان توسط جرم و یا انرژی ای عظیم ، باعث ایجاد چیزی میشود که به آن گرانش میگوییم.

در جهان از منظر انیشتین، فضا زمان ، به این دلیل که ماده در بافت هر دوی آنها “تاب” و یا همان خمیدگی ایجاد مینماید مناطقی پویا و دینامیکی می باشد.امروزه،تفسیراین نظریه،جهان را به صورت یک شی هندسی که در ماتریسی چهاربعدی وجود دارد، نشان میدهد. سه بعد مکانی و یک بعد زمانی نیاز است ،تا بتوان تعریف مناسبی از “جهان خط” ذرات در طول تاریخ ارایه داد. (جهان خطی: فضازمان مجموعه‌ای از نقاط (که رویداد نامیده می‌شوند) به همراه دستگاه مختصاتی پیوسته و هموار برای شناسایی رویدادها است.هر رویداد با چهار مختصه قابل نمایش است. فضازمان در حقیقت یک خمینه‌ی چهاربعدی است و جهان‌خط ٬ یک خم در این خمینه ٬ با داشتن شرایطی خاص است.)(ویکی پدیا)

اگر تمام جهان را با همه ی زمان و همه ی فضا ، درون یک کره و درابعاد بالاتر،در محیطی پنج بعدی،تصور نماییم ،آنگاه تمامی اتفاقات از آغاز تا انتها درآن خواهند بود.هر واقعه یا شی ای خطی درون واقعیت برجا خواهد گذاشت که از گذشته تا آینده کشیده شده است.خطی که شامل موقعیت او در هر لحظه از زمان خواهد بود.این دیدگاه در اصل توسط هرمان مینکوفسکی،استاد انیشتین در دانشگاه پلی تکنینک زوریخ ، مطرح شد.

مینکوفسکی تصور میکرد که تئوری نسبیت عام، ثابت نموده که تمامی اشیائ در یک چهارچوب ، واقعا چهار بعدی میباشند که اکنون تحت عنوان “فضا زمان مینکوفسکی “میشناسیم.

“یک نقطه از فضا در یک نقطه از زمان،سیستمی از نماد های x,y,z,t است که من آنرا نقطه ای از جهان مینامم. تعداد بسیار زیادی از تمامی سیستم ها با نماد های x,y,z,t که ما آنرا جهان مینامیم….نه همچون صدای خمیازه ای در همه جا…ما تصور خواهیم نمود که همه جا و هر زمانی،چیزی هست که قابل درک میباشد.تغییرات dx,dy,dz از سه مختصات فضا ازاین نقطه ی مهم را،تابع تغییرات پارامتر زمان  (dt ) قرار میدهیم.همان طورکه در مثال بالا صحبت شد،ما به حمل کنندگان ابدی از نقاطی مهم میرسیم،یک خمیدگی در جهان،جهان خطی،که میتوان ،صراحتا این نقاط را به پارامتر t، از منفی بینهایت تا مثبت بی نهایت ارجاع داد. به نظر می رسد کل جهان متشکل از جهان های خط مشابه کوچکی است، و من به ناچار پیش می کنم که به نظر من قوانین فیزیکی می توانند بیان و تعریف کامل خود را در میان این جهان های خط پیدا کنند.” [Hermann Minkowski, “Space and Time” in Hendrik A. Lorentz, Albert Einstein, Hermann Minkowski, and Hermann Weyl, The Principle of Relativity: A Collection of Original Memoirs on the Special and General Theory of Relativity]

همان طور که اشاره شد ، ایده ی پیوستگی فضا زمان از مینکوفسکی نشات گرفته است.چنین دیدگاهی مشکلات فراوانی دارد که هنوز بعد از گذشت دهه ها بحث و آنالیز ،بدون حل باقی مانده اند.برای مثال،هیچ گذر زمانی وجود ندارد از آنجا که همه ی اتفاقات در فضا زمان ، در “لحظه ” اتفاق می افتد.در این صورت، جهان باید کاملا جبری باشد،زیرا هیچ گذشته و آینده ای وجود ندارد.از نقطه نظر فلسفی ،هیچ آزادی ای در تصمیم گیری و رفتار در این جهان خطی وجود نخواهد داشت.

“دیدگاه های فضا و زمان که قدرت های نهانی در آن نهفته است ، من آرزو میکنم قبل از اینکه شما از گرد و خاک فیزیک تجربی برخیزید، آن ها رادفن کنم. آنها ریشه وبنیان هستند.فضا به تنهایی و زمان به تنهایی محکوم به فنا در تاریکی محض هستند.تنها اتحاد این دو میتواند یک واقعیت مستقل را حفظ نماید.” [Speech given to the 80th Assembly of German Natural Scientists and Physicians, Cologne, September 21, 1908]

گفته میشود تمامی ذرات درون خمیدگی فضا زمان جای گرفته اند.بارز ترین مثالی که میتوان برای آن تصور کرد یک صفحه ی پلاستیکی کشیده شده و یک توپ بولینگ که بر روی آن جای گرفته است.توپ بولینگ خمیدگی ای روی سطح این ورق کشسان ایجاد مینماید ،ودر ظاهر نشان میدهد که خورشید و دیگر اشیائ سنگین همانند آن چگونه باعث ایجاد خمیدگی و گودی در بافت سه بعد میشوند.

این اطلاعات برای درک آنچه که مطبوعات درباره ی “رصدخانه ی تداخل سنج  لیزری امواج گرانشی” (LIGO ) منتشر میکنند، ضروری است.گرانش در فضازمان مینکوفسکی یک نیرو  نیست.بلکه خمیدگی درون تمثیل فضای پنج بعدی میباشد.اگر خورشید و آن صفحه ی پلاستیکی کشسان را در نظر بگیریم ،هر جسمی که به نزدیکی گودی ایجاد شده توسط خورشید روی این صفحه برسد تنها مسیر منحنی وار را طی میکند.هرچه نزدیک تر به خورشید باشد ، منحنی تند تر و تاثیرات بیشتر و چشمگیرتری بر روی جسم خواهیم داشت.هیچ نیرویی دخیل نخواهد بود ، بلکه تنها خمیدگی فضازمان توسط ماده میباشد.در جهان چهار بعدی نیز دانشمندان همین گونه فکر میکنند که اشیا ، منحنی ایجاد شده توسط انحنای فضا زمان را دنبال میکنند.

برای بیش از یکصد سال،علم مدرن درتلاش برای تایید اصل فضا زمان تاب خورده بوده است.درکل ، اینگونه تصور میشود که مقدار کافی ای ازماده و چگالی ، میتواند باعث ایجاد پیچ وتاب  در فضا زمان شود. چیزی همچون ستاره را تصور نمایید که در خود فرو میپاشد و به سیاهچاله تبدیل میشود.در یک لحظه آنجا بود ولی در لحظه ی بعد نبود.چه اتفاقی برای آن گودی در فضا زمان افتاد؟ اینجا ، جایی ست که امواج گرانشی نقش بازی میکنند.

هنگامی که ستاره از بافت پیوسته ی فضا زمان ، جدا میشود،فرورفتگی آن هم فرومیپاشد.(قوانین فیزیک،که شامل نظریه ی نسبیت عام نیز میشود برای سیاهچاله ها قابل اجرا نمیباشند.بنابراین هیچ روشی برای  توضیح سیاهچاله ها در فضا زمان مینکوفسکی وجود ندارد مگر آنکه بگوییم که آنها مدت زیادی در ارتباط با بافت پیوسته نبوده اند.) اگر قطره ای ازآب به روی سطح آب بیفتد امواجی به صورت دوایر متحد المرکز ایجاد مینماید که از محل سقوط قطره رفته رفته فاصله میگیرند.این همان اصل امواج گرانشی ست:جرم لختی در حفره ی چهار بعدی فضا زمان فرومیپاشد(نه ماده،بلکه جرم) و طبق همان ایده ای که توضیح داده شد کل سیستم شروع به لرزش و نوسان مینماید.

لایگو ادعا میکند امواجی را که در اثر ارتعاش فضا زمان از زمین گذرکرده اند را اندازه گیری نموده است..چه اثری توانسته چنین  امواجی را ایجاد نماید؟انبساط دنیایی کوچکتر از یک ده هزارم پروتون(۱۰ به قوه ۱۹- متر) از نظر لایگو(LIGO) این امواج ، نه اینکه حاصل ازایجاد یک سیاهچاله باشند ، بلکه حاصل ادغام دو سیاهچاله هستند که توسط آن شناسایی شده اند. “بوروس الن” یکی از افراد گروه لایگو از موسسه ی ماکس پلانک ، درمورد فیزیک گرانشی گفته است:

“قبلا میتوانستید در مورد وجود یا عدم وجود سیاچاله ها بحث کنید ولی اکنون نمیتوانید.”

یکی دیگر از افراد گروه به نام Saul Teukolsky ،از دانشگاه کرنل ، گفته است:

“اگر سیاهچاله واقعا وجود نداشته باشند نمیتوانستید این امواج را توجیه کنین.”

برای این بیان،به نظر میرسد که تیم در یک استدلال دایره وار قرار گرفته است.هدف از این مقاله اثبات یا رد وجود سیاهچاله ها نمیباشد ، زیرا این کار بارها در گذشته ، به خصوص در ارائه ای توسط استفان کروترس ، انجام گرفته است.به هر حال برای درک آنچه که در سر فیزیکدانان نظری میگذرد ، ضروری ست.فرض پشت فرض،ساختن نظریه ها به پشتوانه ی نظریه های دیگر بدون ارائه ی شواهد آزمایشگاهی .آزمایشگاه لایگو اصل جدیدی را در فیزیک کشف ننموده است . بلکه تایید فرضیه هایی را که در کامپیوتر هایشان مدل سازی شده است را اعلام کرده است . اگر سیاهچاله ها وجود ندارند پس امواج گرانشی هم وجود نخواهند داشت.

پس آنها چه چیز را شناسایی نموده اند؟

پارازیت های منتقل شده از طریق زمین یک مشکل محسوب میشوند. زیرا که آزمایشگاه در نزدیکی  فرودگاه ایالتی و ریل قطار قرار دارد.هنگامی که قطار عبور میکرد ،کار دستگاه تداخل سنج به هم میریخت. هر دو آینه ی لیزری خراب شده و احتیاج به تعمیر و جایگزینی دارند.زنبور ها در داخل لوله های پرتو، لانه درست کرده و ضایعات آنها باعث از بین رفتن حالت وکیوم دستگاه شده بود.با این حال زنبور ها از آنجا بیرون رانده شدند. تیم پژوهشگران ادعا میکنند که این مشکل را با سیستم های مرطوب سازی و فیلترینگ حل کرده اند.نکته در این جاست که لایگو در مفهوم دستگاهی ست مملو ازایراد های جدی.آیا این عیب ها به خوبی ایرادات دیگرش برطرف شده اند؟

فرض اصلی بر آن است که سیاهچاله ها وجود ندارند ، برخلاف سفسته ی منطقی ای که آنها ادعا میکنند.

استفان اسمیت

ترجمه: شادی طهماسبی

Gravitational Waves – Stephen Smith

Translator: Shadi Tahmasebi