دانشیار

در حالی که برای بیشتر قسمت ها یک ( اف ای کیو ) پاسخ ها را هدف قرار داده تا بارها سوال هایی را بپرسد که پاسخ آنها شناخته شده است همچنین در فیزیک سوال های جالب و ساده ی بسیاری وجود دارد که پاسخ آنها شناخته نشده است.اینجا ما تعدادی از اینها را فهرست کرده ایم. ما می توانستیم اسم این دسته را "سوال های غالبا بی پاسخ" بنامیم.اما در واقع بیشتر نتایج ناقص است تا اینکه بی پاسخ باشد.

در حالی که هیچ کس نمی داند که پاسخ آنها چیست آن ارزشی ندارد که خودتان  قبل از اینکه روی آنها کار کنید دست به پاسخ این سوال ها بزنید. بنابراین تحقیقات زیادی انجام دهید و در مورد آنها بپرسید قبل از اینکه تلاش کنید تا نظریه گردآوری کنید که پاسخ یکی از آنها را بدهد و شما جایزه نوبل را ببرید!شما احتمالا نیاز دارید تا واقعا فیزیک را تمام و کمال بدانید قبل از اینکه پیشرفتی در اینها ایجاد کنید.

لیست ناتمامی از سوال های بی پاسخ که به پنج گروه تقسیم شده آورده شده است:

• ماده چگال و دینامیک ناخطی

• مکانیک کوانتوم

• کیهان شناسی و اخترفیزیک

• فیزیک ذره

 سوال های اصلی •

به هر حال دادن اشارتی در مورد فیزیک ذرات و دینامیک ناخطی در کیهان شناسی و دیگر ارتباطات بین گروه ها یک تقسیم بندی ساختگی است و طبقه بندی بعضی از اینها اختیاری است.

سوال های اساسی و جالب دیگری در دیگر رشته ها و سوال های بیشتری در این رشته در کنار این لیست وجود دارد که حذف آنها دلیلی بر بی اهمیتی آنها نیست و صرفا به دلیل محدودیت این مقله است.

این مقاله آخرین بار در 1997به روز شده استکه پیشرفت های زیادی در پاسخ تعدادی از سوال های

بی پاسخ مهم در فیزیک حاصل شده است. ما برای تعدادی از این سوال ها منبع آورده ایم. همچنین مطالب زیادی برای مطالع درباره دیگر سوال های بی پاسخ بویزه در آخرین مورد وجود دارد،که ما آنها را سوال های مهم نامیدیم. اما ما توانایی فهرست کردن آنها را نداریم.

ماده چگال ودینامیک ناخطی

1)دلیل صوت لیالی چیست؟صوت لیلالی مدت زمان کوتاهی از نور است که در مایع به دلیل صدا منفجر می شود. حباب ها در فشار کم از موج صوتی شکل می گیرند ،سپس دوباره در هنگام یک فشار زیاد امواج عبوری جمع می شوند.در نقطه جمع شدن یک نور کوچک جدید ایجاد می شود. دلیل دقیق این موضوع، مطلب جدی و قابل تامل و جست و جو است.

2)دلیل دمای بالای ابر رسانایی چیست؟امکان دارد که یک ماده را ایجاد کنیم که یک ابررسانا در دمای اتاق باشد؟ ابر رسانا در دمای خیلی پایین در 1957 در دوره نظریه (بی سی اس )شناخته شد ،اما ابررسانایی دمای بالا در 1986 کشف شد که هنوز توضیح داده نشده است.

برای یادگیریدرباره ابررسانا این صفحه وب و لینک های زیاد آن را مشاهده  کنید:ابررسانا.

3)چگونه شارش متلاطم می تواند شناخته و اثرات آن را محاسبه شود؟که یکه از قدیمی ترین مشکلات است.یک مقدار زیادی درباره شارش متلاطم فهمیده شده است و ما می توانیم آن را در یک کامپیوتر محاسبه کنیم، اما مقدار زیادی از آن به صورت معما باقی مانده است.

4)معادله های ناوی یر-استوکس معادله های اصلی هستند که حرکت سیال را توضیح می دهند.

آیا این معادلات راه حلی دارند که برای مدتها کافی است که داده های اصلی،دقیق، کافی و مطلق

می دهد؟یا بطور استثنای در حرکت سیال ترقی ایجاد کرده است که مانع ادامه راه حل می شوند؟

این بیشتر یک سوال فیزیک ریای است تا به تنهایی یک سوال فیزیک.اما به سوال قبلی هم مربوط است،پس (یک بحث احتمالی ) اینکه ما چگونه می توانیم کاملا شارش متلاطم را بفهمیم در صورتی که ما حتی نمی دانیم که معادلات حرکت سیال راه حلی دارد یا نه؟ در هزاره دوم موسسه فیزیک ریاضی کلی یک جایزه 1000000 دلاری برای حل این مشکل پیشنهاد داده است. برای جزئیات بیشتر ،ببینید:

oموسسه فیزیک ریاضی کلی،معادلات ناوی یر –استوکس.

مکانیک کوانتوم

1)ما چگونه باید درباره مکانیک کوانتوم فکر کنیم؟ برای مثال اندازه گیری در مکانیک کوانتوم به چه معنا است؟ آیا تابع موج شرودینگر به عنوان یک پیشرفت فیزیکی مطرح است؟ پس کی، چگونه و در چه موقعیتی؟ اگر هم نه پس به جایش چه اتفاقی می افتد؟ بعضی فیزیکدانان فکر می کنند این موضوع دست کم برای بیشتر هدف ها عملی شده است.به هر حال هنوز تعدادی فکر می کنند که آخرین ایده هنوز شنیده نشده است. پرسیدن درباره این موضوع در یک جمعی از فیزیکدانان بهترین راه است تا یک بحث را آغاز کنیم،مگر اینکه آنها همه بگویند"اوه نه ،دوباره نه". کتابهای زیادی برای خواندن در این باره وجود دارد،اما بیشتر دانشمندان مخالف بحث مجدد می باشند.

2)ما می توانیم یک کامپیوتر که در مورد کوانتوم کار می کند و به اندازه کافی بزرگ است بسازیم تا کارهایی که کامپیوترهای معمولی به راحتی نمی توانند انجام دهند،انجام دهند؟این یئوال تا حدودی از پرسش های قبلی تاثیر گرفته است ولی جنبه مهندسی قوی نیز دارد.بعضی از فیزیکدانان فکر می کنند که ساخت کامپیوتر های کوانتومی اصولا غیر ممکن است اما اکثرا خلاف این نظر را دارندولی مطمئن نیستند که عملی باشد.اینجا بعضی روش ها برای یادگیری محاسبه کوانتوم است:

o محاسبه کوانتوم-صفحه اصلی

جان پرسکیل ،روش ثبت کردن در محاسبه کوانتومo

 میشل ... .o

کیهان شناسی و اخترفیزیک

1)قبل و بعد از انفجار بزرگ چه اتفاقی افتاد؟ واقعا یک رویداد عجیب در ابتدا وجود داشته است؟آیا تاریخ جهان برای همیشه به عقب برمی گردد. البته ممکن است این پرسش ها به ظاهر مفهومی نداشته باشند ولی ممکن است وجود داشته باشند.

2)واقعا فضای سه بعدی و زمان یک بعدی وجود دارد؟اگر این طور است چرا؟یا اینکه ابعاد بالاتری از فضا و زمان هست؟یا شاید وقتی جرم را در یک مسافت کوتاه امتحان کنیم اصلا دارای چند بعد نباشد؟اگر این طور است پس چرا به صورتی ظاهر می شود که دارای فضای سه بعدی و زمان یک باشد؟ یا اینکه این ها سئوال های بی پاسخ هستند؟

3)جهان در وسعت فضایی نامحدود است؟ بطور کلی:وضعیت شناسی فضا چطور است؟ ما هنوز

نمی دانیم،اما در 2003 بعضی کارهای مهم در این موضوع انجام شده است.

بطور خلاصه،کاوه ناهمسانگردی میکروموج ویلکینگسون به کار برده شده تا وضعیت شناسی ناچیز در مسافت های 78000 میلیون سال نوری، دست کم مدل های زیادی را رد کرده است. برای جزئیات دقیق تر باید مقاله را بخوانید!

4)چراباریکه زمانی که دلیلی بر تفاوت زیاد آینده با گذشته است، وجود دارد؟

اینجا دو قسمت از مطالب مورد نیاز وجود دارد که برای هر فرد در مورد این سئوال های دشوار جالب است.

5)آیا آینده جهان برای همیشه ادامه دارد یا نه؟ آیا یک "بیگ کرانچ" در قسمتی از زمان آینده وجود خواهد داشت؟ آیا جهان برای همیشه به انبساط ادامه می دهد یا نه؟ اخیرا پیشرفت هایی در این مورد بوجود آمده است. برای شروع در 1990،یک سری مدارک جمع آوری شد که پیشنهاد می کند که از سرعت جهان آنقدرها کاسته نمی شود تا باعث فروریختگی و به اصطلاح "بیگ کرانچ"شود.

در واقع به نظر می رسد که بعضی از اشکال "انرزی تاریک"انبساط را تند می کنند! ما درباره انرزی تاریک خیلی کم می دانیم:انرزی تاریک حقیقتا فقط یک نام برای ماده نامرئی است که در مقایسه با چگالی انرزی، فشار منفی دارد که به تندتر شدن انبساط جهان منجر می شود. (در نسبیت عام چگالی انرزی به کاهش انبساط گرایش دارد، ولی فشار منفی اثر عکس دارد).

انیشتین انرزی تاریک را در فیزیک با نام ثابت کیهان شناسی معرفی کرد آن هم زمانی که سعی کرد توضیح بدهد که چگونه جهان ایستا می تواند مانع فروریختگی شود.

وقتی هابل انتقال به قرمز را از کهکشان های دور مشاهده کرد، و مردم نتیجه گرفتند که جهان در حال انبساط است عقیده ثابت کیهان شناسی از مد افتاد و انیشتین آن را بزرگ ترین اشتباه نامید.اما حالا که انبساط جهان در حال تند تر شدن است، ثابت کیهان شناسی یا شکل های دیگر انرزی تاریک درست به نظر می رسد. برای یک امتحان از اینکه تندتر شدن انبساط برای جهان ممکنه به چه معنا باشد، ببینید:

oجان بائز، پایان جهان.

اما هنوز مطمئن نیستیم که جهان برای همیشه انبساط یابد ،چون این احتمال باقی می ماند که در بعضی  موارد انرزی تاریک ربوده خواهد شد، رمزی در بر دارد ویا بزرگ تر خواهد شد. در اینجا یک بیان قابل توجهی وجود دارد به این محتوا که انرزی تاریک علائم را تغییر می دهد و جهان را در یک انفجار بزرگ متلاشی می کند.

اما اینجا نظرات کاملا متضاد و قابل توجهی آورده شده است:که انرزی تاریک بزرگ تر خواهد شد و جهان را در یک" شکاف بزرگ" به دو نیم خواهد کرد.

oانرزی خیالی و رستاخیز کیهانی

به طور خلاصه، سرنوشت نهایی جهان به صورت یک سئوال بی پاسخ باقی مانده است!

اما قبل از اینکه به تصور بی هدفی برسید، تاکید بر این موضوع ضروری است که در 1990 و 2000 راه حل های درستی در کیهان شناسی تجربی وجود دارد که بعضی از سئوال های بی پاسخ را با روش های درست  پاسخ می دهند. برای توضیحات بهتر در این مورد مراجعه کنید به:

o ند رایت، کیهان شناس ، کسی که بارها سئوال هایی در مورد کیهان شناسی مطرح کرده است.

شواهد ما در مورد انبساط جهان، انرزی تاریک وماده تاریک منابع متنوع وسیعی را در بر می گیرد، وچیزی که ما را مطمئن می کند که در مسیر درست هستیم این است که همه داده ها به خوبی مطابقت می کند. این داده ها را از منابع مختلف بدست می آورند که شامل:

1- ابر نواخترهای دور بویژه آزمایش های این دو گروه را ببینید:

 تیم جست و جو گر ابرنواخترهای –ز.*

مقاله مهم آنها را هم ببینید.

* پروژه ابرنواختر کیهان شناسی.

2- پیش فرض میکروموج منظم.که شامل آزمایش های بزرگی در اندازه گیری موج های کوچک در تشعشع ضمینه است که از زمان انفجار بزرگ آزاد شده اند. برای مثال:

   مشاهده تشعشعات زیاد میلی متری و ژئوفیزیک (چوب خمیده). *

 آزمایش هایی در ضمینه ناهمسانگردی میلی متری *

 تابع ناهمسانگردی میکروموج ویلکینگسون*

 تصویر سازی ضمینه منظم*

3- ساختار جرم بزرگ، مطالعه جزئیات خوشه های کیهانی و اینکه چطور با گذشت زمان تغییر می کنند اطلاعات زیادی درباره ماده تاریک به ما می دهد.

* تصویر برداری دیجیتالی از آسمان.

6)واقعا جهان پر از انرژی تاریک  است؟ اگر هست به چه دلیل؟

همانطور که بالا گفته شد شواهدی وجود دارد که بیان می کند جهان پر از "انرژی تاریک " با فشار منفی است.

برای مثال یک آنالیزی از داده ها از کاوه ناهمسانگردی میکروموج ویلکینگسون در 2003 این نظر را می دهد که 63 درصد از چگالی انرژی جهان از این ماده تشکیل شده است!

حتی اگر این درست هم باشد و انرژی تاریک وجود داشته باشد، ما هنوز در اینکه آن چیست مانده ایم.

ساده ترین مدل، ثابت کیهان شناسی است ، به این معنا که فضا به اصطلاح خالی در واقع از یک چگالی فشار منفی و مثبت تشکیل شده است با فشاری که این دو وقتی سرعت نور 1 است با هم مساوی هستند.

با این وجود هیچ کس شانس توضیح اینکه چرا خلا اینگونه است را نداشته است بویژه با چگالی انرژی کمی که ما قادر به مشاهده آن هستیم: در حدود 6*10^-30 گرم در سانتیمتر مکعب که از فرمول انیشتین به کار می بریم تا این انرژی را به توده ای جرم تبدیل کنیم. در بسیاری جاهای دیگر انرژی تاریک به عنوان اینکه شامل شکل های مختلف از جوهر است مطرح می شود.و درک کمی از اینکه چرا چنین میدانی باید وجود داشته باشد، می دهد.

برای جزئیات بیشتر در این ضمینه تلاش کنید:

o ند رایت، چگالی انرژی خلا یا اینکه چطور  هیچ چیز می تواند چیزی را وزن کند ؟

 چگالی انرژی خلا چیست؟o

 سان کارول، ثابت کیهان شناسی.o

سومین مورد از موارد بالا بیشتر در مورد جزئیات است و مرجع خوبی برای پیش برد مطالعات می باشد.

7)چرا به نظر می آید که جرم گرانش کهکشان از جرم تمام مواردی که ما می توانیم ببینیم بیشتر است، حتی اگر کوتوله های قهوه ای و امثال آن مثل ژوپیتر که ماده نامرئی است ،جزو شمارش قرار دهیم؟

اثراتی از ماده تاریک وجود دارد؟ اگر هست، آن یک ماده معمولی مثل نوترینو و یا چیز دیگری است؟

اگر نه، مشکلی در فهم ما در مورد گرانش وجود دارد؟ پس چه چیز دیگری است؟

از سال 1990 بهبعد یک نظر کلی پدیدار شد که نوعی از "ماده تاریک سرد" لازم است تا همه چیزهای که می بینیم را توجیح کند. برای مثال در 2003 یک آنالیز از داده ها از کاوه ناهمسانگردی ویلکینگسون ابراز شد که چگالی انرژی جهان را در حدود 23 درصد تخمین زد آن هم در مقایسه با 4 درصد ماده معمولی (بقیه انرژی تاریک است).

متاسفانه هیچ کس نمی داند که ماده سرد تاریک چیست؟ ممکن است که ماده معمولی که ما آن را نادید گرفتیم نباشد، پس به طور حتم در جهان"سرد" نیست تا نوری که برای شکل دادن جهان لازم است را جمع آوری کند. تئوری های زیادی درباره اینکه ممکن است از چه باشد،وجود دارد،همچنین این امکان هنوز وجود دارد که ما درباره بعضی چیزها اشتباه کرده باشیم مثل تئوری ما درباره گرانش .

برای جزئیات به اینها مراجعه کنید:

o جاناتان درسی، مربوط به ماده تاریک.

 مارتین وایت، ماده تاریک. o

 تیمورسی جی،سامنر،تجربه گرایان درباره ماده تاریک تحقیق می کنند.o

آخرین مورد از این سه بیشتر در مورد جزئیات است و منابع زیادی برای مطالعه بیشتر دارد.

8)مشکل روی سطح زمین:چرا جهان تقریبا و نه کاملا به طور متشابه در مسافت های دور پراکنده شده است؟ آیا تاثیر دوران تورم است(یک دوره ای انبساط در تاریخ جهان)که می توانسته باعث توزیع غیر یکسان بشود؟ اگر این طور است دلیل تورم چه بوده است؟ از سال 2003 دلیل تورم توسط کاوه ناهمسانگردی میکروموج ویلکینگسون شناخته شد که جزئیات اندازه گیری از ناهمسانگردی را در ضمینه رادیواکتیویته در میکروموج کیهانی را بدست داد. اثر طیف نیرومند در ضمینه میکروموج کیهانی از فضای بین دو موج را نشان می دهد که مشخصات دقیق آنها  باید به خیلی از جزئیات تاریخ جهان وابسته باشد. مدل هایی که شامل تورم می شود برای بررسی این داده ها مناسب به نظر می رسند.

به هر حال ساختاری که در پس تورم است بعضی رازها را بر جای می گذارد. تورم می تواند به خوبی تئوری کاربرد کوانتوم فضا را با فرض وجود ذره ی خاصی به نام تورم توجیه کند. تورمی که به فشار منفی زیاد قبل ازاینکه باعث  فروریختن به ذرات دیگر شود. این ممکن است "صدای وکی " باشد،اما نیست. برای مثال این ذره با قسمتی از مدل های استاندارد مطابقت ندارد.

9)چرا کهککشان ها به صورت انبوه و رشته ای پراکنده شده اند؟

10)اولین ستاره چه زمانی شکل گرفت؟ در 2004 این موضوع یک موضوع خیلی مهم در فیزیک نجومی بود.

11)فوران اشعه گاما چیست؟ فوران اشعه گاما در انفجار اشعه گاما که به طور تصادفی در آسمان پراکنده شده است،آشکار می شود. این انفجار خیلی مختصر است و چند میلی ثانیه تا چند صد ثانیه طول می کشد. اما شواهد خیلی کمی که برای هر کدام از این تئوری ها وجود دارد، نشان می دهد که هیچ چیز در انفجار رخ می دهد، دیده نشده است. در نهایت بررسی این اتفاقات دلیل متقاعد کنند بوجود می آورد که آنها در سیستم خورشیدی ما اتفاق نمی افتند، بلکه خیلی دیرتر رخ می دهند. فقط این را بگوییم که این واضح است که آنها باید فوق العاده پر انرژی باشند.

در اواخر 1990، منجمان یک تلاش گروهی را ایجاد کرده اند که فوران اشعه گاما را دریافت کنند، ودر عمل فراهم کردن تلسکوپ های قوی برای مشاهده آنها در طیف مرئی و فرابنفش بعد از اینکه یک انفجار آشکارسازی بشود. این کار در 1999 وقتی که یکی از اشعه ها نور مرئی را برای مدت یک روز بعد از اینکه انفجار رخ داد، منتشر کرد،بوقوع پیوست. اندازه اشعه قرمز 1.6 اندازه گیری شده که نشان می دهد که فوران اشعه گاما تقریبا 10000 میلیون سال نوری با ما فاصله دارد. اگر انفجار اشعه گاما هم جهت باشد، این به این معناست که قدرت آن حدود 10^16 دفعه بیشتر از خورشید ما آن هم برای مدت کوتاهی است. مشاهده جزئیات بیشتر از یک انفجار در 3 مارس 2003، خیلی از فیزیک نجوم دانان را متقاعد کرد که دست کم بعضی از فوران های اشعه گاما نواختر هستند. یک نواختر حالت خاصی از ابرنواختر است که در یک لحظه از فروپاشی هسته یک ستاره عظیم شکل می گیرد(حداقل 10 برابر جرم خورشید که اکسیژن آن در حال انفجار است).اینها را ستارگان ناموزون گویند .

الزامی ندارد که فروریختگی این ستارگان به صورت کره متقارن باشد، بنابراین اشعه گاما می تواند مستقیما کل نیرو را کاهش دهد تا روشنایی را که ما اینجا می بینیم توضیح دهد(اگر انفجار در جهت ما رخ دهد).رد کردن تئوری که در اینجا شرح داده شده  مشکل می باشد: در اینجا شرح کاملی از (جی آر بی) به عنوان یک منجم آورده شده است ، آن را بخوانید. هزار سال قبل از این انفجار، یک ستاره عظیم سوخت اکسیژن خود را تمام کرد، اجازه داد بیشتر پوشش خارجی اش آزاد شود،به یک ستاره (ولف رایت) کبودرنگ تبدیل شد. باقی مانده ستاره شامل 10تا جرم خورشید می شد، که شامل هلیم، اکسیژن و مواد سنگین بود. در سال ها قبل از انفجار ستاره (ولف رایت)سوخت، باقی مانده اش را به سرعت مصرف کرد، که یک دفعه به نواختر یا فوران اشعه گاما تبدیل شد. هسته بدون اینکه قسمت های خارجی ستاره متلاشی شود، متلاشی شد. یک گودال سیاه در داخل شکل گرفت، که به وسیله موادی که تجمع پیدا کرده بودند احاطه شده بود. در کمتر از چند ثانیه یک سیل عظیمی از مواد از گودال سیاه به بیرون پرتاب شد. سیل عظیم مواد از پوسته خارجی ستاره خارج می شود و با بادهایی که از رادیواکتیو نیکل 56 شکل گرفته اند، برخورد می کنند و لایه داخل باد می کند و ستاره را متلاشی می کند.

به خاطر وجود نیکل این انفجار نواختر را درخشان می کند.در این حال(جت)سیلی از مواد از مجاورت ستاره عبور می کند و اشعه گاما تولید می کند که2650 میلیون سال بعد بوسیله منجمان روی زمین ثبت شد. جزئیات ساختار اینکه چطور اشعه گاما ایجاد شده هنوز یک بحث می باشد اما در سیل مواد و موادی که قبلا از ستاره خارج شده یا در برخورد داخلی در داخل خود جت ، تفاوت هایی وجود دارد.این سناریو از مدل رمبنده بوسیله منجم استن وسلی در1993 بیان شده است.(دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز). او عضو تیم معاصر است و بهترین توضیح را از دید گروه (جی آر بی)دارد. وسلی می گوید:" این به این معنا نیست که معمای انفجار اشعه گاما حل شده است" . ما حالا مطمئن هستیم که انفجارات زیاد شامل فروپاشی یک هسته و یک نواختر و یک گودال سیاه است. ما بیشتر مدعیان را متقاعد کردیم . ما هنوز نتوانسته ایم به نتیجه برسیم که چرا اشعه های کوچک گاما در کمتر از چند ثانیه منفجر می شوند. در واقع به نظر می رسد که دست کم دو نوع انفجارات اشعه گاما داشته باشیم: کوتاه وبلند. هیچ کس نتوانسته اشعه کوچک گاما را به موقع ببیند تا روشنایی آن را دریافت کند ، بنابراین آنها بیشتر مهم هستند. در زمانی که این ها نوشته شده ناسا برنامه ریزی کرده تا ماهواره ای به نام "سوئیفت" را در2004 بفرستد،که بویژه به آشکارسازی اشعه گاما اختصاص دارد.برای جزئیات بیشتر مراجعه کنید به:

o ناسا سوئیفت ، انفجارات اشعه گاما در فضا.

12) اصل و طبیعت انرژی فرازیاد اشعه های کیهانی چیست؟

اشعه های کیهانی ذره های پرانرژی هستند ، بویژه پروتون و ذره آلفا که از خارج فضا می آیند و آنها و دیگر ذرات به صورت یک رگبار و به اتمسفر زمین برخورد می کنند. بیشتر این ذرات با بدست آوردن انرژی بوسیله اثر گذاشتن روی تکان موج ها در محیط میان ستاره ای، شناخته می شوند. اما آنهایی که پر انرژی ترند به صورت یک راز باقی می مانند. هیچ کس نمی داند که آنها چطور این انرژی زیاد را بدست می آورند. رکودی در 1994در یوتا ثبت شد که یک رگباری از ذرات در حدود 300 الکترون ولت را که بوسیله اشعه کیهانی تولید شده بودند را ثبت کرد. یک حادثه مشابه توسط ژاپنی ها از درخشش  رشته منظمی از ستارگان ثبت شد. یک الکترون ولت انرژی است که یک الکترون از ذخیره 18^10 ولت بدست می آورد. 300 الکترون ولت در حدود 50 ژول است، انرژی یک کیلو گرم جرم که در 10 متر بر ثانیه حرکت می کند که به جرات می توان گفت که همه آن در یک ذره جمع شده است! هیچ کس نمی داند که چگونه این انرژی زیاد به دست آمده است، شاید که یک واکنش ثانوی از حرکت بوسیله نواختر و یا فوران اشعه گاما ایجاد شده است؟ مسئله از این جهت حساس است که ذراتی با این انرژی انتظار می رود تا بر رادیو اکتیویته ضمینه میکروموج کیهانی اثر گذاشته و بعد از عبور از مسافت های محدود کهکشانی در 100 سال نوری، انرژی خود را از دست بدهند. این اثر را (جی زد کی) می نامند. بنابراین هر کدام از دانسته های ما از انرژی های فرازیاد اشعه های کیهانی بوجود می آورند. دیدن تعداد پرتوهای کیهانی بالای 100 الکترون ولت، کاهش سریع داشته، در حالی که درباره آشکار ساز (ای جی ای اس ای) اینطور نیست. مردم امیدوار هستند که رصد خانه پرتو های کیهانی پیر اوگر که در غرب آرژانتین ساخته می شود این سئوالات را حل خواهد کرد .

13)آیا موج های گرانشی واقعا وجود دارند؟ اگر اینطور است، می توانیم آنها را آشکار کنیم؟ اگر اینطور است، آنها چه چیزی در مورد جهان به ما نشان می دهند؟ آنها به واقع از منابع مورد نظر ما می آیند ویا از منابع دیگر؟ شاید بیشتر آزمایشهای فیزیکی بلند مدت در عصر ما تلاشی برای آشکارسازی موج های گرانشی باشد. در همین حال بزرگ ترین آشکارساز (لیگو) است (رصدخانه موج گرانشی تداخل سنج لیزر). که شامل دو وسیله می باشد:یکی در لیوینگ استون، لویزیانا و یکی در هنورد، واشینگتون. هر وسیله شامل باریکه لیزری است با برگشت قوی چهار در دو با چهار کیلومتر طول هر لوله که به شکل ال شکل قرار دارد.وقتی که یک موج گرانشی عبور می کند، لوله متناوبا امتداد می یابد و خیلی جزئی فشرده می شود، اما خوشبختانه برای آشکارسازی بوسیله تغییر برخورد نمونه در پرتوافکنی لیزر، کافی می باشد. لیگو در مرحله اجراست. مرحله اول که لیگو1 نامیده می شود امکان آشکارسازی موج های گرانشی از ستاره های نوترونی دوتایی در فاصله 65 سال نوری ، را فراهم می کند. این دوتایی ها رادیو اکتیو گرانشی بسیاری گسیل می کنند، همدیگر را به شکل مارپیچی در می آورند و سرانجام با هم یکی می شوند. در آخرین دقایق این فرآیند، دو چیز سنگین تر از خورشید 100 دور در یک ثانیه- به دور یکدیگر می گردند که این چرخش دائما زیاد شده و آنها یک چرپ از موج های گرانشی گسیل می کنند،دامنه و بسامد آنها به تدریج تا ادغام نهایی کاهش می یابد.بعدها در لیگو2 ، آنها سعی خواهند کرد تا میزان حساسیت را بالا ببرند تا بتوانند چرخش ستاره های نوترونی دوتایی که 1000 سال نوری با ما فاصله دارند، را آشکارسازی کنند. برای اینکه به شما ایده ای درباره اینکه این مسافت (سال نوری)مثل چیست بدهیم: شعاع راه شیری 50000 سال نوری است. مسافت کهکشان آندرومدا 2.3 مگا سال نوری است. شعاع لوکال گروپ که شامل 12 کهکشان است، حدود 6 مگا سال نوری است. مسافت خوشه ویرگو - نزدیک ترین خوشه بزرگ کهکشان- حدود 50 مگا سال نوری است. شعاع جهانی که می بینیم تقریبا 10000 مگا سال نوری است. بنابراین اگر همه چیز طبق برنامه پیش رود ما می توانیم مسافت های نسبتا دور را با موج های گرانشی ببییم. ستاره های نوترونی به ندرت با هم ادغام می شوند! بهترین حدس ممکن این است که با لیگو 1 ما می توانیم چنین رویدادی را در بعضی جاها بین 3 تا3000 سال ببینیم. من می دانم که این یک برآورد دقیق نیست!  

خوشبختانه شدت نوری که ما ارزیابی کردیم با مکعب مسافتی که ما می توانیم بررسی منیم افزایش

 می یابد. بنابراین لیگوی2 بین 1 تا 1000 رویداد در سال دریافت می کند. چیزی که واقعا مهم است که لیگو طبق برنامه کار کند. تقریبا چیزی من هدف قرار دادم آشکارسازی موج های گرانشی است که مسافت ها را در حدود 21^10 قسمت تغییر شکل می دهد. لیزر مابین آیینه ها در حدود 50 دفعه بالا و پایین می رود و تاثیر برد آشکارساز 200 کیلومتر است. اگر این مقدار را در 21-^10 ضرب کنید 16-^10 متر به دست می آید. در مقایسه، شعاع پروتون 16-^10 متر است! بنابراین ما درباره  اندازه مسافت یک ربع شعاع پروتون صحبت می کنیم! و این هدف لیگو1 است. لیگو2 برای آشکارسازی موج ها در مسافت های ناموزون به 2 قسمت در 23^10 ، برنامه ریزی شده است، بنابراین لازم است تا 50 برابر بهتر باشد. واقعا همه اینها کمی اشتباه است. واقعا هدف این نیست که مسافت ها را اندازه گیری کنیم، بلکه واقعا هدف اندازه گیری نواسان با بسامد داده شده است. به هر حال آن هنوز یک شاهکار بزرگ است اگر این کار انجام شود. رسیدن به بازدهی لیگو تلاش بزرگی است . تاکنون دو زلزله خسارت های سنگینی به وسایل وارد کرده و مشکلاتی برای کنده درختان در لیوینگ استون ایجاد کرده و در هنفورد گیاهان را باد برده و زندگی را بیشتر از چیزی که انتظار می رود سخت کرده است. برای داشتن آخرین اخبار به خبرنامه وب لیگو مراجعه کنید . لیگو با همکاری 600 آشکارساز انگلیسی وآلمانی در هانوور – آلمان- کار می کند که یک آشکارساز کوچک که با فناوری های جدید آزمایش شده است. دیگر آشکارسازهای امواج گرانشی شامل همکاری فرانسه و ایتالیا است. ژاپنو آسیگا در استرالیا  300 پروژه . برای اطلاعات بیشتر در این موضوع و دیگر موضوعات، مراجعه کنید به:

o پروژه های دیگر از امواج گرانشی.

اما ، نزدیکترین آشکارساز امواج گرانشی از همه ، اگر آن جمع آوری شود و در زمین حرکت داده شود ، ( ال آی اس ای ) خواهد بود : آنتن فضایی تداخل سنج لیزری :

 o صفحه اصلی ( ناسا لیزا )   

 o صفحه اصلی آژانس فضایی اروپا

نظر بر این است که به چرخش دربیاورند سه ماهواره را در مثلث برمودا با ارتفاع 5 میلیون کیلومتر و به طور دائم ، اندازه گیری کنند مسافت بین آن ها را به دقت ^11-  10 متر که استفاده می شود از تداخل سنج لیزری . مسافت های طولانی ممکن است احتمال آن را به وجود آورد که امواج گرانشی ای با فرکانس 0.0001 تا 1 هرتز را آشکار کند ، خیلی کمتر از فرکانس هایی ، برای هر کدام از آشکارسازهای زمین که برای آشکارسازی هستند . برنامه به وجود می آورد یک حالت تکنیکی مرتب واقعی را تا نگه دارد ماهواره ها را از اینکه به دورش سقوط کنند ، به وسیله باد خورشیدی ، هر ماهواره ای یک سقوط آزاد خواهد داشت بر ماده ای که در اطراف آن در حرکت است ، و اگر ماهواره حل داده شود به یک طرف که مربوط به این جرم باشد ، سنسورها این را آشکار خواهند کرد و تروستر ه9ا ماهواره را حل می دهند که به خط سیرشان برگردند .

برای جزئیات بیشتر بر روی آنچه که مردم امیدوارند که ببینند با این آشکارسازها ، این را امتحان کنید:

بازدید دوباره از منبع امواج گرانشی

      14) آیا حفره های سیاه واقعا وجود دارند ؟ آیا آن ها واقعا طبق پیش بینی هاوکینگ انرژی رادیوئی دارند و تبخیر می شوند ؟ اگر چنین است ، چه اتفاقی می افتد وقتی آن ها ، بعد از گذشت مدت زمان محدودی ، به کلی تبخیر شوند ؟ چه چیزی ناپدید می شود ؟ آیا واقعا حفره های سیاه از همه قوانین بقا تخلف می کنند به جز بقای انرژی ، ممنتوم ، ممنتوم زاویه ای ، و بار الکتریکی ؟ چه اتفاقی برای مواد تبخیر شده می افتد ؟ آیا این تغییری را در مکانیک کوانتومی نیاز دارد ؟

15) آیا فرضیه نظم سنسورها درست است ؟ به طور کلی ، برای نوعی فرو ریختن ، جدا کردن   سیستم های گرانشی ، آیا اختصاصاتی هستند که امکان ضمانت را به پنهان کردن مافوق یک افق رویداد یکنواخت گسترش دهد ؟ اگر نظم سنسورها رد شود ، این ویژگی های بی حفاظ شبیه چه چیزی هستند ؟ آن است ، چه چیز خارق العاده ای در نتایج فیزیکی وجود دارد ؟

تهیه یک فرضیه منظم یک موضوعی مربوط به ریاضی فیزیک است تا فقط خود فیزیک ، اما انجام دادن آن دانستنی های ما را از نسبیت عام افزایش خواهد داد . حد اقل دو نسخه وجود دارد : فرمول       پن رز « حدس سنسور نظم دقیق » در سال 1986 ، و « فرضیه سنسور نظم ضعیف » در سال 1988. یک نسخه ریاضی کاملا درست تر از موارد گذشته :

هر گونه افزایش در پیشرفت نوعی اطلاعات اصلی برای معادلات انیشتین ، سطح مجانب تخت یا فشرده ، هذلولی جهانی است .

آن تقریبا یک حرف است ولی به طور کلی صحبت می کند درباره « هذلولی جهانی » فضا – زمان ها هستند : برای هر علیتی مناسب هستند ، در حسی که آن ها نزدیک زمانی شبیه انحنا یا                      آسیب شناسی های دیگر نیستند . بنابراین ، این گمان اظهار می دارد که برای نوعی شرایط اولیه ، معادلات انیشتین وادار مب کند فضا – زمانی را که در هر کدام از علیت ها مناسب است .

این حدس امتحان نشده است ، اما تاکنون نتایج جزئی جالب توجه زیادی وجود دارند . برای یک تجدید نظر مناسب از این کار ببینید :

o راه حل های مهم معادلات انیشتین در جنبه های ریاضی از نظری میدان کلاسیک .جامعه ریاضیات آمریکا .

معصومه رمضانی