• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
انجمن ها > انجمن نجوم > صفحه اول بحث
لطفا در سایت شناسائی شوید!
نجوم (بازدید: 438)
سه شنبه 20/7/1389 - 15:5 -0 تشکر 240942
ماجرای درخشش هاوکینگ

 

در پی انتشار خبری مبنی بر مشاهده تابش هاوکینگ در آزمایشگاه و واقعیت یافتن پیش‌بینی جنجالی استیفن هاوکینگ مبنی بر تابش سیاه‌چاله‌ها، بحث داغی در محافل دانشگاهی آغاز شد.

محمود حاج‌زمان

بسیاری از ما انتظار داریم که سیاه‌چاله‌ها همان‌طور که از اسمشان پیداست، تاریک باشند و هیچ چیز نتواند از آن‌ها خارج شود. اما چند دهه قبل استیفن هاوکینگ در محاسبات خود نشان داد که سیاه‌چاله‌ها باید از خود نور بتابانند. اکنون و برای اولین بار، گروهی از فیزیک‌دانان ادعا کرده‌اند که این تابش عجیب را در آزمایشگاه دیده‌اند.

به گزارش نیوساینتیست، اولف لئون‌هارت از دانشگاه سنت اندروز انگلستان، رهبر گروهی از دانشمندان که در سال 2008 / 1387یک شبه سیاه‌چاله را با استفاده از پالس‌های لیزری ایجاد کردند، می‌گوید: «این آزمایش نخستین مشاهده تابش هاوکینگ است. تابش هاوکینگ نه یک رویای نظری محض که پدیده‌ای واقعی است.»

شواهد ارائه شده هنوز همه دانشمندان را متقاعد نکرده است. برخی نیز استدلال می‌کنند که تابش هاوکینگ نمی‌تواند از جسمی غیر از یک سیاه‌چاله واقعی ساطع شود. با این وجود اگر آزمایش‌های بعدی تایید کنند که اندازه‌گیری‌های انجام شده در دانشگاه اینسوربیا ایتالیا نوعی از تابش هاوکینگ است، پنجره جدیدی به بخشی از عجیب‌ترین موضوعات عالم باز خواهد شد. این یافته همچنین نشان می‌دهد که فیزیک نامانوس (Bizarre Physics) که قبل از این تصور می‌شد تنها مختص سیاه‌چاله‌ها است، در حقیقت دامنه بسیار گسترده‌تری دارد.

سیاه‌چاله و اصل عدم قطعیت
سیاه‌چاله، توده متمرکز بسیار سنگین و کوچک از جرم با میدان جاذبه فوق‌العاده قوی است. این جاذبه به اندازه‌ای قوی است که از فاصله‌ای مشخص از سیاه‌چاله که افق رویداد نامیده می‌شود، هیچ چیز حتی نور که با سرعت 300هزار کیلومتر بر ثانیه سریع‌ترین موجود این دنیا است، نمی‌تواند از سیاه‌چاله خارج شود. به همین دلیل است که سیاه‌چاله را حفره تاریک می‌نامند.

در سال 1974 / 1353 هاوکینگ با استفاده از نظریه کوانتوم نشان داد که سیاه‌چاله‌ها هم باید تابش داشته باشند. این نتیجه‌ای از اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است که بیان می‌کند هرگز نمی‌توان مطمئن بود که یک فضای به ظاهر تهی، واقعا خالی باشد. در عوض ذرات مجازی همواره به صورت جفت ظاهر می‌شوند. این جفت ذرات از ماده و پادماده متناظر آن ساخته شده‌اند که لحظه‌ای بسیار کوتاه دوام می‌آورند و پس از آن، به سرعت همدیگر را خنثی کرده و ناپدید می‌شوند. قبل از هاوکینگ، دانشمندان معمولا این ذرات را نادیده می‌گرفتند.

با این حال اگر یک جفت از این فوتون‌ها در افق رویداد سیاه‌چاله تشکیل شوند، این فرصت پیش می‌آید که در همان زمان بسیار کوتاه، یکی از ذرات از سیاه‌چاله فرار کند و فقط یکی به درون سیاه‌چاله کشیده شود. به این ترتیب هر کدام از این ذرات در یک سمت سیاه‌چاله قرار می‌گیرند. یکی از آنها در خارج از سیاه‌چاله آزادانه حرکت می‌کند و دیگری برای ابد در سیاه‌چاله به دام می‌افتد. این پدیده مانع از آن می‌شود که دو ذره مجددا با یکدیگر ادغام و نابود شوند و بنابراین، به نظر می‌رسد که سیاه‌چاله در حال تابش و از دست دادن انرژی است.

هاوکینگ پیش‌بینی کرد که سیاه‌چاله‌ها باید شدت ثابتی از این تابش داشته باشند، مساله‌ای که از سوی اغلب دانشمندان مورد پذیرش قرار گرفت. تنها مشکل این بود که هیچ‌کس این تابش را مشاهده نکرده بود.

سرعت فرار
در سال‌های اخیر، دانشمندان مشغول کار با ابزارهای آزمایشگاهی بودند که به نوعی افق رویداد را بازسازی می‌کرد. افق رویداد مشخص‌کننده نقطه‌ای است که فرار از سیاه‌چاله غیرممکن است. غیرممکن بودن فرار به این دلیل است که سرعت لازم برای انجام چنین کاری از سرعت نور که حد سرعت کیهانی است، بیشتر است.

شبه سیاه‌چاله‌ها نقطه‌ای مشابه دارند که عبور از آن به دلیل سرعت بالایی که مورد نیاز است، امکان‌پذیر نیست. با توجه به این‌که دانشمندان نمی‌دانند چطور باید یک سیاه‌چاله واقعی را ایجاد کرد، بر خلاف سیاه‌چاله واقعی که افق رویداد آن توسط میدان جاذبه شدید ایجاد می‌شود، این کار در آزمایشگاه با استفاده از مکانیزم‌های دیگری مانند امواج صوت یا نور انجام می‌شود. با این وجود، هیچ شخصی نتوانسته بود فوتون‌هایی را که نشان دهنده تابش هاوکینگ ایجاد شده توسط این شبه سیاه‌چاله‌ها است، مشاهده کند.

برای ساخت افق رویداد در مقیاس آزمایشگاهی، دانیله فاچیو از دانشگاه هریوت وات انگلستان، به همراه فرانچسکو بلجیورنو از دانشگاه میلان و همکارانشان، پالس‌های فوق کوتاه نور لیزر فروسرخ با طول موج 1055 نانومتر را درون قطعه‌ای شیشه‌ای متمرکز کردند. شدت فوق‌العاده بالای این پالس‌ها که میلیون‌ها برابر نور خورشید است، ویژگی‌های شیشه را به طور موقت تغییر می‌دهد. این پالس‌ها ضریب شکست شیشه را به اندازه‌ای تقویت می‌کنند که باعث می‌شود سرعت حرکت نور در داخل شیشه کاهش یابد.

نتیجه کار، نقطه‌ای متحرک با ضریب شکست بسیار بالا است که معادل یک تپه فیزیکی است و به صورت یک افق عمل می‌کند. فوتون‌هایی که وارد شیشه اطراف این تپه می‌شوند، سرعت خود را هنگام بالا رفتن از این تپه از دست می‌دهند و نمی‌توانند از میان آن عبور کنند. در مقایسه با پالس لیزر و تا زمانی‌که این پالس از طول شیشه عبور کند، این فوتون‌ها متوقف می‌شوند و پشت سر پالس لیزر باقی می‌مانند.

فوتون‌های مرموز
برای فهمیدن این‌که آیا این افق رویداد آزمایشگاهی تابش هاوکینگ را تولید می‌کند، محققان یک آشکارساز نوری را در نزدیکی شیشه و عمود بر مسیر پرتو لیزر قرار دادند. بعضی از فوتون‌هایی که آنها آشکار کردند، ناشی از اثر متقابل لیزر فروسرخ با نواقص موجود در شیشه بود. این پدیده باید نوری با طول‌موج مشخص بین 600 تا 700 نانومتر تولید کند. (هر نانومتر، یک‌میلیاردیم متر است)

اما بسته به مقدار انرژی پالس لیزر، در برخی از آزمایش‌ها فوتون‌های اضافی و مرموزی با طول‌موج بین 850 تا 900 نانومتر و در برخی دیگر، فوتون‌هایی با طول موج 300 نانومتر نیز مشاهده شد. به دلیل اینکه ارتباط بین انرژی پالس و طول‌موج مشاهده شده با محاسبات انجام شده بر مبنای جفت‌های جداگانه فوتون‌های مجازی تطابق دقیقی داشت؛ گروه فاچیو نتیجه گرفتند که فوتون‌های اضافی باید همان تابش هاوکینگ باشند.

اما همه با این نتیجه‌گیری موافق نیستند. آدام هافر از دانشگاه میسوری معتقد است که تابش هاوکینگ تنها به سیاه‌چاله‌های واقعی با میدان‌های گرانشی اختصاص دارد. وی می‌گوید: «مسلما بین آنها (فوتون‌ها و تابش هاوکینگ) نوعی همتایی وجود دارد. با این حال تجربیات آزمایشگاهی با وجود این‌که جذاب هستند، اما با مسائل عمیق مخصوص سیاه‌چاله‌ها ارتباطی ندارند.»

درهم‌تنیدگی کوانتومی
تد جیکوبسن از دانشگاه مریلند قصد دارد آزمایش‌هایی را برای بررسی یک ویژگی کلیدی تابش هاوکینگ انجام دهد. وی می‌خواهد درهم‌تنیدگی فوتون‌های جفتی را که توسط افق رویداد از هم جدا شده‌اند، بررسی کند. فاچیو می‌گوید که استفاده از یک فیبر نوری به جای قطعه شیشه‌ای، مشابه آن‌چه لئون‌هارت و همکارانش در سال 2008 / 1387 انجام دادند، می‌تواند امکان جداسازی فوتون‌های جفت را توسط یک افق لیزری فراهم کند. بنابراین می‌توان درهم‌تنیدگی آنها را بررسی کرد.

تابش هاوکینگ در انواع دیگری از پدیده‌های همانند شبه سیاه‌چاله می‌تواند ایجاد شود. در ماه آگوست / مردادماه گروهی به سرپرستی سیلک وینفرتنر از دانشگاه بریتیش کلمبیا در کانادا اعلام کردند نسخه موج آبی تابش هاوکینگ را مشاهده کرده‌اند. در آزمایش آنها سرعت امواجی که از سطح افق شروع می‌شدند، به تدریج کاهش می‌یافت تا متوقف شود. مت ویسر از دانشگاه ویکتوریا در نیوزلند می‌گوید: «در هر جایی که شما یک افق از هر نوعی دارید، تابش هاوکینگ در حال تبدیل شدن به یک پدیده عام است.»

این مساله که یک رشته از حوادث منجر می‌شود تا مانند سیاه‌چاله‌های واقعی، تابش هاوکینگ در شبه افق‌های رویداد ایجاد شود، تنها ویسر را مجذوب خود نکرده است. بیل آنرو می‌گوید: «خط سیر دلایل، جامع‌تر از آن چیزی است که در نگاه اول دیده می‌شود. این مساله باعث تقویت این عقیده می شود که ممکن است چنین چیزی در مورد سیاه‌چاله‌ها نیز درست باشد.» آنرو در انجام آزمایشات با وینفرتنر همکاری کرده و برای کشف «تاثیر آنرو» شهرت دارد. تاثیر آنرو پدیده‌ای قابل پیش‌بینی و مشابه تابش هاوکینگ است، اما خارج از یک سیاه‌چاله رخ می‌دهد.

فاچیو می‌گوید: «به نظر می‌رسد که تمام قطعات این پازل ناگهان و در یک زمان در جای خود قرار گرفته‌اند. این خیلی هیجان‌انگیز است.»

 

منبع : khabaronline.ir
کد : N-1292

 

آسمان آبی بودن را به من بیاموز 

سه شنبه 20/7/1389 - 22:59 - 0 تشکر 241142


ممنون مفید و خواندنی بود

خورشید آرزوی منی گرمتر بتاب
سه شنبه 20/7/1389 - 23:2 - 0 تشکر 241144

من که نفهمیدم!!

بزرگترين افسوس آدمي اين است که حس ميکند ميخواهد اما نميتواند و به ياد مي آورد زماني را که ميتوانست اما نمي خواست....ئ

چهارشنبه 21/7/1389 - 23:31 - 0 تشکر 241593

سلام.
نجوم وقتی کار رو مشکل می کنه که خبر هاش وکشف هایی که در این حیطه صورت می گیره معمولا پیچیده است.
و نمی شه خبر رو خام قرار داد.یا باید یکم توضیحاتشو بیشتر کرد یا به زبان ساده تری نوشت ... یا هم همین جوری بذاریم هرکی خواست بهتر بفهمه بره بچرخه شاید جایی رسید که کامل بفهمه.
____________
منم زیاد متوجه نشدم ...

چهارشنبه 21/7/1389 - 23:54 - 0 تشکر 241595

منم متوجه نشدم خیلی. به قول برادر علی هم ما معمولا اخبار رو میزاریم اینجا مخصوصا خبرهای پیچیده رو تا بچه هایی که بیشتر می فهمن به فهم دیگران کمک کنن و ساده تر توضیحش بدن.

 

آسمان آبی بودن را به من بیاموز 

پنج شنبه 22/7/1389 - 0:17 - 0 تشکر 241597

سلام.
_______________________
مثلا اگر کسی بخواد به بهتر درک کردن این مطلب کمک کنه باید بدونه مکانیک کوانتومی چی هست و بتونه راحت گره های موضوع رو باز کنه یا عدم قطعیت هایزنبرگ رو... و تازه این ها رو که دونست بتونه ربطشو با این نظریه ای خبرش هست پیدا کنه و به خوبی توضیح بده ...
خدا می دونه !!!
_______________________
من رو رو همون سها 1990 صدا بزنید بهتره

پنج شنبه 22/7/1389 - 2:43 - 0 تشکر 241618

درسته
سخته علی آقا. ما اینجا همه رو به آیدی با یه عزیز و گرامی و جان دنبالش، صدا می زنیم. همه هم عین خواهر برادریم. همدیگه رو هم دوست داریم و به هم احترام میزاریم. کل کل هم می کنیم گاهی. شمام عین برادرمون. ولی وقتی می گین برادر آدم فکر می کنه خوشتون نمیاد مثل دیگران صداتون کنیم. اونجوری که دوست داشتین خب صداتون می کنیم شمام محترمین و احترامتونم واجب و هر کسی هم عقیده ای داره. ما به همش احترام میزاریم. حالا اگه بدتون نمیاد مثل دیگران صداتون می کنیم. اگه هم نه که علی آقا یا برادر علی که دوست دارین. ولی هر بار بخوای بنویسی سها 1990 سخته. مرسی :)

 

آسمان آبی بودن را به من بیاموز 

جمعه 23/7/1389 - 2:0 - 0 تشکر 241813

سخنرانی خوبی بود.
من گفتگوی منطقی رو دوس دارم اهل کل کل (چه واژه ی جالبی) نیستم.
همون سها 1990
‏.......

جمعه 23/7/1389 - 3:53 - 0 تشکر 241841

اوکی اصلا ما نبودیم برادر. هرجور میلتونه.
من اصلا صداتون نمیزنم خوبه؟ گمونم اینجوری راضیتر باشید. موفق باشید

 

آسمان آبی بودن را به من بیاموز 

برو به انجمن
فعالترین ها در هفته گذشته
انجمن فعال در هفته گذشته
مدیر فعال در هفته گذشته
آخرین مطالب
  • آلبوم تصاویر بازدید از کلیسای جلفای...
    آلبوم تصاویر بازدید اعضای انجمن نصف جهان از کلیسای جلفای اصفهان.
  • بازدید از زیباترین کلیسای جلفای اصفهان
    جمعی از کاربران انجمن نصف جهان، در روز 27 مردادماه با همکاری دفتر تبیان اصفهان، بازدیدی را از کلیسای وانک، به عمل آورده‌اند. این کلیسا، یکی از کلیساهای تاریخی اصفهان به شمار می‌رود.
  • اعضای انجمن در خانه شهید بهشتی
    خانه پدری آیت الله دکتر بهشتی در اصفهان، امروزه به نام موزه و خانه فرهنگ شهید نام‌گذاری شده است. اعضای انجمن نصف جهان، در بازدید دیگر خود، قدم به خانه شهید بهشتی گذاشته‌اند.
  • اطلاعیه برندگان جشنواره انجمن‌ها
    پس از دو ماه رقابت فشرده بین کاربران فعال انجمن‌ها، جشنواره تابستان 92 با برگزاری 5 مسابقه متنوع در تاریخ 15 مهرماه به پایان رسید و هم‌اینک، زمان اعلام برندگان نهایی این مسابقات فرارسیده است.
  • نصف جهانی‌ها در مقبره علامه مجلسی
    اعضای انجمن نصف جهان، در یك گردهمایی دیگر، از آرامگاه علامه مجلسی و میدان احیا شده‌ی امام علی (ع) اصفهان، بازدیدی را به عمل آوردند.