جاذبه زمین از قوانین کوانتومی تبعیت نمی کند!

به گزارش گروه روی خط رسانه های خبرگزاری برنا، احتمالا شنیده اید که فیزیکدانان می خواهند دو فرضیه جاذبه و کوانتوم را یکی کنند تا نظریه “theory of everything” را ایجاد کرده و بتوانند جهان را با یک مجموعه معادلات کوچک و تمیز به عنوان یک مجموعه یا کل، کوچک و قابل مشاهده، نشان دهند.

فیزیک دانان نشان دادند که جاذبه، تحت تاثیر دنیای کوانتوم نیست. جاذبه چیزی است که تقریبا بر همه چیز در جهان تاثیر می گذارد و باعث می شود سیارات و ستارگان بچرخند. ستارگان سیاه چاله ها را بچرخانند، و نهایتا ما بتوانیم بر روی سیاره ثابت بمانیم.

در حالی که تمام اجرام عظیم موجود در جهان بر جاذبه تاثیر می گذارند، محققان بار دیگر نتوانستند ارتباطی میان جاذبه و مکانیک کوانتوم پیدا کنند. به بیان دیگر به نظر می رسد جاذبه کاری با مکانیک کوانتوم ندارد. و این به نوعی مایه نا امیدی در قبال فرضیه های ما برای تمام چیزها می شود.

بیایید کمی به عقب برگردیم، چرا که مسائل کوانتومی طبقه بندی شده می تواند باعث سردرگمی شوند.

اساسا در فیزیک دو فرضیه وجود دارد که می تواند جهان را توضیح دهد.

اول، فیزیک باستان؛ که شامل تمام کارهای انجام شده قبل از قرن ۲۰ است، و می تواند تقریبا رفتار تمام چیزهایی که می بینید، نظیر سیارات، ستارگان، انسان و غیره را توضیح دهد. 

دوم، مکانیک کوانتوم؛ راهکاری جدیدتر و مدرن تر است و تلاش می کند رفتارهای عجیب کوچک ترین ذرات موجود در جهان مانند فوتون ها، الکترون ها و هیگ بوسون های فرار را توضیح دهد.

اما احتمالا شنیده اید که فیزیکدانان می خواهند این دو فرضیه را یکی کنند تا نظریه “theory of everything” را ایجاد کنند که بتواند جهان را با یک مجموعه معادلات کوچک و تمیز به عنوان یک مجموعه یا کل، کوچک و قابل مشاهده، نشان دهد.

آخرین تحقیق انجام شده هم در این راستا صورت گرفته و گروهی از دانشمندان چینی از دانشگاه علوم و فناوری هاژونگ در ووهان از فناوری جدید برای ردیابی هرگونه ارتباطی میان جاذبه و چرخش کووانتوم استفاده کردند، که در این صورت شواهد فیزیک باستان و فیزیک کوانتوم با هم مرتبط خواهند شد.

در نتیجه طبق نظریه نسبیت کلی، فرضیه تعریف شده از فیزیک باستان و تاثیر جاذبه بر تمام اشیاء، قابل شناسایی و مشخص است. این امر تحت عنوان قانون هم ارزی (تعادل) شناخته شده است.

جاذبه، اساسا به این معنی است که اگر اشیاء با حجم مشابه، در خلاء آزادانه رها شوند، مسیر یکسانی را دنبال خواهند کرد.

همان گونه که عجیب به نظر می رسد، ما برای چندین بار این امر را مشاهده کردیم. از زمانی که گالیله برای اولین بار آن را در برج پیزا در سال ۱۵۸۹ امتحان کرد.

اما دانشمندان این طور فرض می کنند که اگر ارتباطی میان فیزیک باستان و مکانیک کووانتوم وجود داشته باشد، در نتیجه حداقل یا تا حدی، جاذبه باید با توجه به گردش کوانتوم مواد متفاوت عمل کند.

گردش کوانتوم یک حرکت زاویه دار درونی است که عملکرد الکترون یا اتم را توضیح می دهد و به طور اساسی، اگر بتوانیم مشخص کنیم که بر جاذبه تاثیر دارد، در نتیجه می توانیم منتظر فرضیه واحدی در آینده باشیم.

دانشمندان در گذشته تلاش کردند که تاثیر کوانتوم بر جاذبه را مشخص کنند ولی موفق نشدند، اما در این چند آزمایش اخیر، تیم چینی در مقیاس بسیار بسیار کوچکتری آزمایش معروف سقوط آزاد از برج پیزا گالیله را بازسازی و امتحان کرند.

آن ها دو اتم روبیدیم با گردش های مخالف را گرفتند، آن ها را تا چند میلیونیم درجه بالای صفر مطلق آرام کردند و در لوله خلاء قرار دادند. سپس با نور لیزر از پایین ضربه کوچکی به آن ها زدند که آن ها را در لوله به سمت بالا حرکت داد. قبل از این که در نهایت سقوط کنند، آبشاری از اتم ها که به پایین و بالا می رفتند را ایجاد کردند.

محققان با استفاده از روشی به نام تداخل سنج اتمی، که موج طبیعی اتم ها را برای نظارت بر روی حرکاتشان با جزییات کامل استخراج می کند، سرعت اتم ها را در هر سقوط اندازه گرفتند.

آن ها متوجه شدند که علی رغم گردش مخالف، تقویت سقوط آزاد دو اتم در یک بخش از ۱۰ میلیون با همدیگر موافق هستند، که تا حد زیادی برابر هستند. هم چنین پیشنهاد می کند که جاذبه کوچکترین ارتباطی با گردش کوانتوم ندارد که برای فرضیه واحد پیش رو مشکل ساز خواهد بود.

اما این مطالعه نشان داده است که هیچ تاثیر قابل اندازه گیری بر جاذبه وجود ندارد. و همان طور که تاریخ نشان داده است دانشمندان به مرور در اندازه گیری اشیاء در حال پیشرفت هستند.

در نتیجه کلاهتان را سفت بچسبید و برای شمار بیشتری از این گونه تحقیقات در سال جدید آماده شوید.

اگر کسی تغییری در رفتار جاذبه پیدا کند یک قدم به فرضیه “theory of everything” نزدیک تر می شویم.

این پژوهش در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.

منبع:راستان نیوز