برخورد دو جرم بزرگ در فضا و اختلال در بعد چهارم

ناسا سه عکس حیرت انگیز از اختلالاتی که به واسطه برخورد دو جرم آسمانی در بعد چهارم یعنی همان فضا زمان به وجود آمده را به اشتراک گذاشته است.

برخورد دو جرم بزرگ در فضا و اختلال در بعد چهارم

به گزارش خبرنگاران و به نقل از استرودیلی، هنگامی که دو یا چند توده پرشتاب در فضا با یکدیگر تعامل می نمایند، باعث ایجاد اختلالاتی در فضازمان(spacetime) می شوند.

این اعوجاج ها به شکل امواج از منبع خارج شده و به عنوان امواج گرانشی شناخته می شوند.

با توجه به پیش بینی انیشتین در نظریه نسبیت عام، امواج گرانشی با سرعت نور حرکت می نمایند و معمولا نتیجه برخورد ستاره های نوترونی یا ادغام ابرسیاه چاله ها یا همان سایه چاله های کلان جرم هستند.

اگر چه این رویدادها شامل مقادیر باور نکردنی از تبدیل جرم و انرژی هستند، اما هنوز هم تشخیص موج هایی که این اتفاق در فضازمان ایجاد می نماید، بسیار سخت است.

به عنوان مثال، زمانی که رصدخانه موج گرانشی با تداخل سنج لیزری(LIGO) برای اولین بار موج های ایجاد شده توسط ادغام سیاه چاله ها را شناسایی کرد، موج ایجاد شده در فضازمان، طول یک بازوی تداخل سنج چهار کیلومتری را با عرض یک هزارم پروتون تغییر داد.

دلیل بسیار کوچک بودن این اعوجاج، فاصله های نجومی است که آشکارسازهای ما را از این وقایع جدا می نماید.

فرمول دامنه (ارتفاع) امواج گرانشی نشان می دهد که دامنه با فاصله رابطه معکوس دارد، به این معنا که با افزایش فاصله، دامنه بسیار کوچک می گردد.

از آنجایی که این وقایع معمولا در فاصله بیش از یک میلیارد سال نوری اتفاق می افتند، دامنه آنها به قدری کم است که تشخیص آن بسیار سخت است.

فضازمان

در دانش فیزیک، فضازمان عبارت است از یک مدل ریاضی که زمان و فضا را به صورت درهم تنیده و به عنوان یک کمیت پیوسته با یکدیگر ترکیب می نماید.

بر اساس فرضیات مفهوم فضای اقلیدسی، دنیا سه بعد مکانی و یک بعد زمانی مستقل از هم دارد. در فضازمان، سه بعد فضا و یک بعد زمان درهم ادغام می شوند و یک محیط پیوسته چهار بعدی را ایجاد می نمایند.

با ترکیب فضا و زمان و ایجاد یک محیط خمیده واحد، فیزیکدان ها توانسته اند تئوری های فیزیک را هم در سطح کیهانی و هم در بعد اتمی ساده سازی نمایند.

بهتر است که در مکانیک کلاسیک، هنگامی که زمان به عنوان یک معیار ثابت و دنیای، مستقل از حالت حرکت مشاهده گر درنظر گرفته می گردد، از دستگاه اقلیدسی به جای فضازمان استفاده کنیم.

با این حال در فیزیک نسبیتی، زمان نمی تواند جدا از سه بعد فضا باشد. بر اساس نسبیت خاص، نرخ گذر زمان برای جسمی که مشاهده می گردد بستگی به نسبت سرعت جسم و سرعت مشاهده گر دارد. اما بر اساس نسبیت عام، شدت میدان گرانشی نرخ گذر زمان را کاهش می دهد.

موج گرانشی

در فیزیک، موج گرانشی موجی است که توسط میدان گرانشی فراوری می گردد. وجود این نوع از امواج توسط آلبرت اینشتین در سال 1916 به وسیله نظریه نسبیت عام به طور نظری پیش بینی شد و صدسال بعد، در سال 2016 به یاری تاسیسات LIGO به طور تجربی مشاهده شده و در سال 2017 سه دانشمند به طورمشترک جایزه نوبل فیزیک 2017 را به دلیل کوشش های خود در زمینه آشکارسازی مشاهده امواج گرانشی دریافت کردند.

موج گرانشی به طور نظری انرژی تابش گرانشی را منتقل می نماید. منابع موج های گرانشی قابل آشکارسازی شامل سیستم های ستاره دوتایی است که یکی از اعضای آن کوتوله سفید، ستاره نوترونی یا سیاه چاله است.

وجود موج گرانشی یکی از عوارض ناوردایی لورنتز در نسبیت عام است. همچنین این باعث می گردد که سرعت برهمکنش های گرانشی محدود باشد، اما در فیزیک کلاسیک این گونه نیست.

ردیابی امواج گرانشی در واقع دو نظریه مهم فیزیک و کیهان شناسی را ثابت نموده است، فرضیه نسبیت عام انیشتین که حدود صد سال پیش (1916) ارائه شد و نظریه دیگری به نام نظریه تورم کیهانی که در دهه هشتاد میلادی مطرح شد.

امواج گرانشی چین های ریزی در تار و پود هستی هستند، مثل امواجی که اقیانوس را درمی نوردند. این امواج گرانشی ازلی، انرژی را در کیهان جابه جا می نمایند. این امواج از 380 هزار سال پس از مهبانگ در پس زمینه کیهان در ترنم بوده اند، اما در طول این زمان طولانی از پلاسمایی بسیار داغ به امواجی بسیار سرد (سه درجه بالای صفر مطلق یعنی حدود منفی 270 درجه سانتی گراد) سرد و ضعیف شده اند.

این امواج کاملا همگون نیستند و مثل نور در هم کنش با الکترون ها و اتم ها پلاریزه(قطبی) می شوند.

منبع: خبرگزاری ایسنا

به "برخورد دو جرم بزرگ در فضا و اختلال در بعد چهارم" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "برخورد دو جرم بزرگ در فضا و اختلال در بعد چهارم"

نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید