Theoretical_Physics

هندسهٔ پنهان کیهان هجدهمین مرحلهٔ پویش تولید محتوای علم‌کاوی با موضوع   《هندسهٔ پنهان کیهان》 آغاز شد. شرکت‌کنندگان کافی‌ست در تولید محتوای خلاقانهٔ خود، با زبانی ساده سه پرسش مطرح‌شده را پاسخ دهند. ۱: نظریه ریسمان چیست و برای حل چه مسئله‌ای مطرح شد؟ ۲: مهم‌ترین چالش‌های مرتبط با نظریه ریسمان چیست؟ ۳: چرا نظریه ریسمان به نظریه F کامران وفا نیاز دارد؟ 📌 قالب تولید محتوا آزاد است: 🎥 ویدئو | 🎙️ پادکست | 🖼️ اینفوگرافیک | 🎨 موشن‌گرافیک | 📸 اسلاید | ✍️ متن | و هر قالب خلاقانه دیگر 🏆 جوایز نفیس برای نفرات اول تا سوم🥇🥈🥉 📅 مهلت ارسال آثار: 10 شهریور ۱۴۰۵ پس از پایان مهلت ارسال، آثار توسط هیئت داوران ارزیابی شده و برگزیدگان مرحلهٔ هجدهم معرفی خواهند شد. 📩 ارسال فایل اثر و مستندات انتشار: @sci_quest پیام رسان بله و تلگرام 📢 لینک ثبت نام: https://mustafaprize.org/event/28 🌱 علم را روایت کنید؛ شاید روایت شما الهام‌بخش کنجکاوی، یادگیری و کشف‌های بزرگ آینده باشد. #علم_کاوی #SCI_QUEST #نظریه_ریسمان #فیزیک #تولید_محتوا #ترویج_علم

در هفته‌ای که گذشت، شایان اویس‌قرن به پاس مشارکت گسترده‌اش در نظریه الگوریتم‌ها، مدال چرتکه (IMU Abacus Medal 2026)، معتبرترین جایزه در علوم کامپیوتر نظری، را دریافت کرد. مبارک او، خانواده عزیزش و همه ایرانی‌ها. مجله کوانتا در اینجا نوشته خوبی در توضیح کار شایان منتشر کرده. شایان استاد دانشگاه واشینگتن و متولد ۱۳۶۵ در اصفهان است. ---------------------------------------------- @sitpor  |  sitpor.org instagram.com/sitpor_media

انرژی تاریک وجود ندارد! ممکن است انرژی تاریک واقعا وجود نداشته باشد. این نتیجه‌گیری یک تحلیل جنجالی است که می‌گوید نه‌ تنها ما در این باره اشتباه کرده‌ایم، بلکه انبساط جهان نیز شتاب‌دار نیست و این، یکی از ارکان اصلی کیهان‌شناسی مدرن را رد می‌کند. هرچند بسیاری از پژوهشگران هنوز قانع نشده‌اند. مطالعه متن کامل @ScienceTodaymag .

آشنایی با انواع سیاه‌چاله‌ها در نسبیت عام وقتی آلبرت اینشتین در سال ۱۹۱۵ معادلات نسبیت عام را ارائه کرد، شاید تصور نمی‌کرد که این معادلات بتوانند وجود عجیب‌ترین اجرام عالم، یعنی سیاه‌چاله‌ها را پیش‌بینی کنند. اما نکته جالب اینجاست که به لحاظ نظری، «سیاه‌چاله» فقط یک نوع نیست. بسته به اینکه جرم، بار الکتریکی و چرخش جسم چگونه باشد، معادلات اینشتین پاسخ‌های متفاوتی دارند که هر کدام نوع خاصی از سیاه‌چاله را توصیف می‌کنند. به بیان ساده، هر سیاه‌چاله کلاسیک فقط با سه ویژگی شناخته می‌شود: • جرم (Mass) • بار الکتریکی (Charge) • چرخش یا تکانه زاویه‌ای (Spin) این موضوع به قضیهٔ «بدون مو» (No-Hair Theorem) معروف است؛ یعنی تمام جزئیات ستاره‌ای که فروپاشیده، از دید ناظر بیرونی از بین می‌رود و فقط این سه ویژگی باقی می‌ماند. ━━━━━━━━━━━━━━ 🔹 سیاه‌چاله شوارتزشیلد (Schwarzschild) اولین و ساده‌ترین پاسخ معادلات اینشتین که در سال ۱۹۱۶ توسط کارل شوارتزشیلد پیدا شد. ویژگی‌ها: ✅ جرم دارد. ❌ بار الکتریکی ندارد. ❌ نمی‌چرخد. این همان مدلی است که معمولا در کتاب‌های مقدماتی معرفی می‌شود. شعاع افق رویداد آن برابر است با: r = 2GM / c² هر جسمی که از این شعاع عبور کند، دیگر نمی‌تواند از گرانش سیاه‌چاله فرار کند. ━━━━━━━━━━━━━━ 🔹 سیاه‌چاله رایسنر–نوردشتروم (Reissner–Nordström) اگر سیاه‌چاله بار الکتریکی داشته باشد اما نچرخد، این پاسخ به دست می‌آید. ویژگی‌ها: ✅ جرم دارد. ✅ بار الکتریکی دارد. ❌ نمی‌چرخد. این مدل احتمالا در طبیعت بسیار نادر است؛ زیرا محیط اطراف سیاه‌چاله معمولا بار الکتریکی آن را خیلی سریع خنثی می‌کند. این نوع سیاه‌چاله می‌تواند دو افق رویداد (داخلی و خارجی) داشته باشد. ━━━━━━━━━━━━━━ 🔹 سیاه‌چاله کر (Kerr) این مدل واقع‌بینانه‌ترین توصیف بیشتر سیاه‌چاله‌های کیهان است. ویژگی‌ها: ✅ جرم دارد. ❌ بار ندارد. ✅ می‌چرخد. تقریبا تمام ستاره‌ها هنگام فروپاشی مقداری چرخش دارند؛ بنابراین انتظار می‌رود بیشتر سیاه‌چاله‌های واقعی از نوع کر باشند. یکی از ویژگی‌های مهم آن وجود ارگوسفر (Ergosphere) است؛ ناحیه‌ای که در آن چرخش شدید فضا-زمان اجازه نمی‌دهد هیچ جسمی نسبت به جهان دوردست ساکن بماند. در این ناحیه، طبق فرآیند پنروز حتی می‌توان بخشی از انرژی چرخشی سیاه‌چاله را استخراج کرد. ━━━━━━━━━━━━━━ 🔹 سیاه‌چاله کر–نیومن (Kerr–Newman) این کامل‌ترین پاسخ کلاسیک معادلات اینشتین است. ویژگی‌ها: ✅ جرم دارد. ✅ بار الکتریکی دارد. ✅ می‌چرخد. در واقع سه مدل قبلی همگی حالت‌های خاصی از این پاسخ هستند: • اگر بار صفر باشد ⬅️ کر • اگر چرخش صفر باشد ⬅️ رایسنر–نوردشتروم • اگر هم بار و هم چرخش صفر باشند ⬅️ شوارتزشیلد ━━━━━━━━━━━━━━ کدام نوع واقعا در جهان وجود دارد؟ بر اساس مشاهدات اخترفیزیکی، بیشتر سیاه‌چاله‌های واقعی احتمالا از نوع کر هستند. زیرا ستاره‌ها معمولا هنگام فروپاشی در حال چرخش‌اند. و هر بار الکتریکی نیز در مدت کوتاهی توسط پلاسما و ذرات اطراف خنثی می‌شود. بنابراین وجود سیاه‌چاله‌های باردار پایدار در طبیعت بسیار بعید است. اگر چرخش یا بار سیاه‌چاله از مقدار مشخصی بیشتر شود، افق رویداد از بین می‌رود و تکینگی مستقیماً دیده می‌شود. به چنین حالتی تکینگی برهنه (Naked Singularity) می‌گویند. تاکنون هیچ شواهد رصدی معتبری برای وجود چنین اجرامی پیدا نشده است و بسیاری از فیزیک‌دانان مانند راجر پنروز با فرضیه سانسور کیهانی (Cosmic Censorship) معتقدتد احتمالا طبیعیت تکینگی‌های عریان را سانسور می‌کند و اجازه تشکیل آن‌ها را نمی‌دهد. @ScienceTodaymag

🏆 برندگان جایزه فیلدز ۲۰۲۶ کنگره بین‌المللی ریاضیدانان، امسال در فیلادلفیا، نام چهار ریاضیدان برتر جهان را به عنوان دریافت‌کنندگان مدال فیلدز معرفی کرد: · یو دنگ (Yu Deng) – دانشگاه شیکاگو · جان پاردون (John Pardon) – دانشگاه استونی بروک · هونگ وانگ (Hong Wang) – مؤسسه IHES و دانشگاه NYU · جیکوب تسیمرمن (Jacob Tsimerman) – دانشگاه تورنتو از میان این چهار نام، دو برنده کارهایی انجام داده‌اند که مستقیماً با فیزیک نظری گره خورده است: ۱) یو دنگ؛ از برخورد اتم‌ها تا معادله بولتزمن اگر یک گاز را درون ظرفی محبوس کنید، رفتار آن در مقیاس ماکروسکوپی با معادله بولتزمن توصیف می‌شود. این معادله در قرن نوزدهم بر اساس آمار و احتمال فرموله شد و توانست دما، فشار و انتقال گرما را در گازها توضیح دهد. اما پرسش بنیادین این بود: آیا می‌توان این معادله را مستقیماً از قوانین مکانیک نیوتنی برای تک‌تک ذرات به دست آورد؟ این مسئله که به مسئله ششم هیلبرت معروف است، بیش از یک قرن ذهن ریاضیدانان را به خود مشغول کرده بود. یو دنگ و همکارانش با ابداع روش‌های کاملاً جدیدی در آنالیز ریاضی، سرانجام ثابت کردند که معادله بولتزمن را می‌توان به‌طور کامل از برخورد گوی‌های سخت (مدل ساده‌شده اتم‌ها) استنتاج کرد و این استنتاج برای همه لحظات زمان معتبر است. ۲) جان پاردون؛ شمارش منحنی‌ها و نظریه ریسمان کار جان پاردون در هندسه همدوس (Symplectic Geometry) است. این شاخه از هندسه، زبان ریاضی مکانیک کلاسیک و نیز نظریه ریسمان است. پاردون موفق شد حدس MNOP را اثبات کند؛ حدسی که به شمارش تعداد منحنی‌های جبری روی فضاهای خاصی به نام خمینه‌های کالابی-یائو می‌پردازد. این خمینه‌ها همان فضاهای شش‌بعدی پنهانی هستند که در نظریه ریسمان برای فشرده‌سازی ابعاد اضافی به کار می‌روند. شمارش این منحنی‌ها، در فیزیک نظری مستقیماً با شمارش حالت‌های BPS مرتبط است. حالت‌های BPS، ذرات بنیادی خاصی هستند که نقش کلیدی در درک سیاه‌چاله‌های میکروسکوپی و دوگانی‌های نظریه ریسمان دارند. 🆔 @Physics3p

کامپیوتر کوانتومی در دمای اتاق با بیش از ۱۰۰ کیوبیت! SAXON Q Launches Commercial Diamond-Based NV-Center Quantum Computing Systems https://share.google/CFDaxvoWm82VDXeRX

The physics of news, rumors, and opinions https://doi.org/10.1016/j.physrep.2026.05.002

از ندانستن حساب دیفرانسیل تا دریافت جایزه نوبل فیزیک وقتی کیپ تورن وارد مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) شد تا فیزیک بخواند، هنوز حساب دیفرانسیل و انتگرال (Calculus) را یاد نگرفته بود. او از کودکی شیفته نجوم بود، اما فضای آموزشی کلتک با هر چیزی که پیش از آن تجربه کرده بود تفاوت داشت. اطرافش پر بود از دانشجویانی که آمادگی علمی فوق‌العاده‌ای داشتند و همین باعث شد احساس کند نسبت به تقریبا همه اطرافیانش کندتر فکر می‌کند و کندتر مطالعه می‌کند. تورن در زندگینامه خود که به مناسبت دریافت جایزه نوبل منتشر شد، با صداقت نوشته است: «من هیچ حساب دیفرانسیل و انتگرالی نخوانده بودم و خواننده‌ای کند بودم.» او می‌گوید حدود هجده ماه نخست دوران کارشناسی را با دشواری فراوان گذراند؛ مدام در مسیر فهم ریاضیات و فیزیکی که از یک دانشجوی کلتک انتظار می‌رفت، زمین می‌خورد و دوباره بلند می‌شد. اما به جای اینکه نتیجه بگیرد «برای فیزیک ساخته نشده است»، روش یادگیری خود را تغییر داد. برای هر درس مهم یک دفتر جداگانه تهیه کرد. در هر دفتر، مفاهیم اصلی را با زبان خودش بازنویسی می‌کرد، استدلال‌ها و اثبات‌های ریاضی را از نو و قدم ‌به ‌قدم بازسازی می‌کرد و تلاش می‌کرد پشت هر معادله، معنای فیزیکی آن را پیدا کند؛ نه اینکه فقط فرمول‌ها را حفظ کند. تا اواسط سال دوم کارشناسی، او توانسته بود فاصله‌اش را با دیگران جبران کند. این شیوه یادگیری یعنی بازسازی مفاهیم از اصول اولیه (First Principles) بعدها به یکی از ویژگی‌های همیشگی سبک پژوهشی او تبدیل شد و در تمام دوران فعالیت علمی‌اش همراهش ماند. کیپ تورن بعدها به یکی از بزرگ‌ترین متخصصان جهان در زمینه سیاه‌چاله‌ها، خمیدگی فضا-زمان، نسبیت عام و امواج گرانشی تبدیل شد. او همراه با راینر وایس و بری بریش، به دلیل نقش تعیین‌کننده در پروژه LIGO و نخستین آشکارسازی مستقیم امواج گرانشی، در سال ۲۰۱۷ جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد. نخستین آشکارسازی، که در سال ۲۰۱۵ انجام شد، امواجی را ثبت کرد که از برخورد و ادغام دو سیاه‌چاله در فاصله‌ای بیش از یک میلیارد سال نوری از زمین ایجاد شده بودند؛ کشفی تاریخی که یکی از مهم‌ترین پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت عام اینشتین را پس از حدود یک قرن به‌طور مستقیم تأیید کرد. شاید مهم‌ترین درس زندگی کیپ تورن این باشد که موفقیت علمی، بیش از آنکه به سرعت یادگیری وابسته باشد، به روش یادگیری، پشتکار و توانایی ساختنِ فهم عمیق از مفاهیم بستگی دارد. بسیاری از بزرگ‌ترین دانشمندان، مسیر خود را نه با استعداد خارق‌العاده، بلکه با صبر، کنجکاوی و یادگیری عمیق ساخته‌اند. @ScienceTodaymag .

#معرفی_کتاب کتاب چه چیزی واقعی است؟ What Is Real? نوشته: آدام بکر ترجمه: عهدیه عبادی نشر سایلاو چه چیزی واقعی است؟ جست و جویی بی پایان در معنای فیزیک کوانتوم، کتابی دقیق، خواندنی و قابل اتکا درباره تاریخ تلخ و پرماجرای شکل‌گیری نظریه کوانتوم و تفاسیر مختلف این نظریه است. نویسنده این کتاب، آدم بکر اخترفیزیکدان آمریکایی است که به خاطر سبک نگارشی جالب توجهش و انتقال پیچیده ترین مطالب به زبان ساده شهرت دارد. آدام بکر در این کتاب با نثری داستان گونه که گاه حالتی روایت‌گونه به خود می گیرد، جنبه‌های پیچیده نظریه کوانتوم را زبانی ساده و شیوا بازگو می کند. او علاوه بر موشکافی تاثیر مکاتب فلسفی و سیاسی خاص مانند کمونیسم و حتی نازیسم بر روند شکل گیری نظریه کوانتوم، ادعاهای شبه علمی متکی بر تفسیر کپنهاگی از نظریه کوانتوم را نیز به شدت به چالش می کشد. چه چیزی واقعی است؟ داستان ناگفته‌ای است از اندیشمندان دگراندیش که جرأت کردند ماهیت جهان کوانتومی ما را به پرسش بکشند. هر فیزیکدانی مکانیک کوانتوم را به عنوان یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای علمی بشر تلقی می‌کند. اما کافی است از همین فیزیکدان‌ها درباره معنای واقعی کوانتوم بپرسید تا همه چیز به جنجال کشیده شود. این پرسش، موضوع جالب توجه کتاب چه چیزی واقعی است؟ جست و جویی بی پایان در معنای فیزیک کوانتوم است. به مدت یک قرن، اغلب فیزیکدان‌ها از تفسیر کپنهاگی نیل بور پیروی می‌کردند و پرسش‌های مرتبط با واقعیت فیزیک کوانتوم را نادیده می‌گرفتند. تفسیر کپنهاگی، بر پایه استدلال ضعیفی بنا شده بود و هیچ گزینه دیگری را برنمی‌تابید. شاگردان بور نیز سرسختانه از میراث بور محافظت می‌کردند و جامعه فیزیک آن روزها، آزمایش‌های تجربی را به استدلال‌های فلسفی ترجیح می‌داد. در نتیجه، هرگونه تلاش برای به پرسش کشیدن وضعیت حاکم، نابودی حرفه شغلی پرسشگر را به دنبال داشت. اما از سال‌های ۱۹۲۰ تا امروز، فیزیکدان‌هایی چون جان بل، دیوید بوهم و اورت مصرانه به جستجوی معنای واقعی فیزیک کوانتوم پرداختند. کتاب چه چیزی واقعی است؟ داستانی گیرا و جذاب از جنگ بر سر نظریه‌‌ها، سرکوب اندیشمندان مخالف و دانشمندانی است که علی‌رغم موانع بسیار، مشتاقانه به جستجوی حقیقت پرداختند. . @ScienceTodaymag

✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨✨ ✅ آیا اینشتین در مورد چیزی اشتباه می‌کرد؟ 🔘 آلبرت اینشتین به عنوان یک نابغه شناخته می‌شود، اما حتی او هم اعتراف کرد که کارش بی‌نقص نبوده است. پس او چه اشتباهی کرده است؟ 🔵 آلبرت اینشتین نظریه نسبیت را ارائه داد، اثر فوتوالکتریک را توضیح داد و وجود امواج گرانشی را پیش‌بینی کرد. او درک ما از فضا، زمان و گرانش را دگرگون ساخت. به‌قدری شهرت یافت که نام «اینشتین» در فرهنگ عامه مترادف با «نبوغ» شد. اما نابغه بودن به‌معنای خطاناپذیری نیست. پس آیا اینشتین تا به حال اشتباه کرده است؟ 🔵 نیکلاس یونس، فیزیکدان نظری در دانشگاه ایلینوی اوربانا-شمپین، در گفت‌وگو با لایو ساینس (Live Science) می‌گوید: «قطعاً در خیلی چیزها اشتباه می‌کرد. اما او را بیشتر به خاطر درست هایش به یاد می‌آوریم، چون چنان جهان علم را تکان دادند که اثراتش به تمام زمین رسید.» 🔵 یکی از معروف‌ترین پیش‌بینی‌های او، دست‌خوش یک اشتباه ریاضی شد. در سال ۱۹۱۶، اینشتین به‌درستی دریافته بود که شتاب ماده می‌تواند موج‌هایی در فضا-زمان ایجاد کند – همان چیزی که امروز امواج گرانشی می‌نامیم. اما وقتی او و فیزیکدان ناتان روزن خواستند این امواج را با فرمول‌های ریاضی توصیف کنند، به مشکل خوردند: به‌گفته یونس، هر جوابی برای معادلات نسبیت عام که شامل امواج گرانشی می‌شد، «تکینه» می‌گردید. «این جواب‌ها تکینگی داشتند... واگرا می‌شدند. و راه‌حلی که واگرا شود، نمی‌تواند نمایش‌دهنده واقعیت فیزیکی باشد.» 🔵 به همین دلیل، اینشتین نظر قبلی خود را کنار گذاشت و نتیجه گرفت که امواج گرانشی احتمالاً وجود ندارند. یافته‌هایش را نوشت و برای مجله Physical Review فرستاد – مجله‌ای که تازه فرایند داوری همتا (ارسال مقاله به متخصصان ناشناس برای بررسی) را آغاز کرده بود. یک داور ناشناس به یک خطای ریاضی در کار اینشتین پی برد. وقتی اینشتین از این موضوع باخبر شد، آن‌قدر برآشفت که مقاله را پس گرفت و به مجله دیگری فرستاد. با این حال، داور درست می‌گفت: آن بینهایت‌های ریاضی، در واقع یک مسئله مختصاتی بود – درست مانند خطوط طول جغرافیایی که در قطب شمال به هم می‌رسند و در ظاهر «تکینگی» دارند، در حالی که خود قطب شمال پدیده غیرعادی ندارد. ریاضیات اینشتین را می‌شد با انتخاب دستگاه مختصات دیگری اصلاح کرد. 🔵 بی‌آنکه اینشتین بداند، همان داور با دستیار اینشتین دوست شد و اشکال را به او توضیح داد؛ دستیار هم موضوع را برای اینشتین روشن کرد. اینشتین اشتباه را تصحیح کرد و مقاله را با نتیجه‌گیریِ کاملاً مخالف – یعنی اثبات وجود امواج گرانشی – دوباره منتشر نمود.... 🔶 برای مطالعه کامل مطلب به لینک زیر مراجعه فرمایید 👇👇 لینک مطلب کانال جذاب فلسفه علم 👇👇👇 @vahidbehmaram1371

کلاس نوبل! در دههٔ ۱۹۴۰، سوبرامانیان چاندراسخار، اخترفیزیک‌دان برجسته، هر هفته حدود ۱۳۰ کیلومتر از رصدخانه یرکس تا دانشگاه شیکاگو سفر می‌کرد تا درس فیزیک در مقطع تحصیلات تکمیلی را تدریس کند. اما اتفاق عجیبی رخ داد؛ فقط دو دانشجودر کلاس حاضر می‌شدند. بسیاری از استادان احتمالاً چنین کلاسی را لغو می‌کردند، اما چاندراسخار هرگز این کار را نکرد. او همان دو دانشجو را با همان دقت و اشتیاق همیشگی آموزش داد. نام آن دو دانشجو تسونگ-دائو لی (Tsung-Dao Lee) و چن-نینگ یانگ (Chen-Ning Yang) بود. سال ۱۹۵۷، لی و یانگ به دلیل کشف تاریخی خود دربارهٔ نقض تقارن پاریته (Parity Violation) در برهم‌کنش ضعیف، جایزهٔ نوبل فیزیک را دریافت کردند. چند دهه بعد، در سال ۱۹۸۳، خود چاندراسخار نیز به خاطر پژوهش‌های بنیادینش دربارهٔ ساختار و تحول ستارگانو از جمله مفهوم مشهور حد چاندراسخار، برندهٔ جایزهٔ نوبل فیزیک شد. تا آنجا که تاریخ علم نشان می‌دهد، این کلاس احتمالاً تنها کلاس درس فیزیک در جهان بوده است که تمام افرادی که در آن حضور داشتند، بعدها برندهٔ جایزهٔ نوبل فیزیک شدند؛ استادی که با وجود تنها دو دانشجو، هرگز از تدریس دست نکشید، و دو دانشجویی که بعدها مسیر فیزیک قرن بیستم را تغییر دادند. گاهی تعداد افراد حاضر در یک کلاس، معیار ارزش آن نیست؛ کیفیت آموزش و اشتیاق به یادگیری است که می‌تواند تاریخ علم را رقم بزند. source . @ScienceTodaymag

#معرفی_کتاب بنیانی علمی برای جهان عقلانی The Mind of God: The Scientific Basis for a Rational World. نوشته: پل دیویس ترجمه: محمد ابراهیم محجوب نشر گمان جهان چگونه آغاز شده است؟ اصلاً چرا جهان وجود دارد؟ آیا قوانین فیزیک می‌توانست طور دیگری باشد؟ چه کسی این قوانین را برقرار کرده است؟ چرا ما در این جهان هستیم؟ در طول تاریخ،‌ انسان‌ها همواره این رویا را در سر می پروراندند که علت غایی وجود کائنات را دریابند. پل دیویس، فیزیکدان برجسته، در کتاب «بنیانی علمی برای جهان عقلانی» (با نام اصلی «ذهن خدا») به کندوکاو دربارهٔ این پرسش می‌پردازد که آیا علم مدرن می‌تواند کلیدی برای گشودن این آخرین راز کائنات باشد؟ دیویس که از کودکی ذهنش درگیر پرسش از علت‌های نهایی امور بوده و والدینش را با «چرا»‌هایش به ستوه می آورده، در این جستجویش برای یافتن یک تبیین غایی، پرسش‌های بزرگی را که طی هزاره‌ها ذهن انسان را مشغول داشته‌اند بازمی‌کاود و در این مسیر به مسائلی می‌رسد همچون منشأ و تکامل کیهان و ماهیت حیات و آگاهی. خیلی‌ها فکر می‌کنند این‌ها مسائلی متعلق به قلمروی دین است نه علم. اما دیویس در این کتاب می‌گوید شاید خیلی از این پرسش‌ها غیرقابل پاسخ دادن باشند، اما فقط کسانی که درکی از علم مدرن دارند می‌توانند به عمق این پرسش‌ها راه ببرند. او نشان می‌دهد که چطور تئوری‌های دانشمندانی همچون نیوتن، آینشتین و این اواخر استیون هاوکینگ و ریچارد فاینمن درک ما را از جهان فیزیکی متحول کرده است و سپس کشفیات این دانشمندان را در پرتو آثار فیلسوفانی چون دکارت، هیوم و کانت مورد بررسی قرار می‌دهد. او در نهایت کتاب را با این نگاه به پایان می‌برد که «نمی‌توان باور کرد وجود ما در این جهان صرفا جهش بخت یا یک تصادف تاریخی باشد. از رهگذر موجوداتی آگاه است که جهان خودآگاهی پدید آورده است. این را نباید جزئیاتی پیش‌پا‌افتاده به شمار آورد یا محصول جانبی نیروهای بی‌هدف و بی‌اندیشه. به راستی غرض این بوده که ما اینجا باشیم.» @ScienceTodaymag

بمب سیاه‌چاله؛ چگونه می‌توان از یک سیاه‌چاله انرژی استخراج کرد؟ . وقتی نام سیاه‌چاله را می‌شنویم، معمولاً جسمی را تصور می‌کنیم که هر چیزی را می‌بلعد و هیچ چیز، حتی نور، نمی‌تواند از آن بگریزد. اما این تصویر برای همهٔ سیاه‌چاله‌ها کاملاً درست نیست. اگر سیاه‌چاله در حال چرخش باشد، داستان بسیار جالب‌تر می‌شود. در واقع، نسبیت عام اینشتین پیش‌بینی می‌کند که می‌توان بخشی از انرژی چرخشی یک سیاه‌چاله را استخراج کرد؛ ایده‌ای که شاید در نگاه اول غیرممکن به نظر برسد، اما بیش از نیم قرن است که به‌عنوان یکی از مهم‌ترین پیش‌بینی‌های نظری فیزیک شناخته می‌شود. سیاه‌چاله‌های چرخان با راه‌حل «کر» (Kerr) توصیف می‌شوند. تفاوت اصلی آن‌ها با سیاه‌چاله‌های غیرچرخان این است که دوران بسیار سریع آن‌ها باعث می‌شود خود فضا-زمان نیز همراه با سیاه‌چاله به چرخش درآید؛ پدیده‌ای که در نسبیت عام به آن کشیده‌شدن چارچوب لخت یا Frame Dragging گفته می‌شود. نتیجهٔ این اثر، شکل‌گیری ناحیه‌ای در اطراف افق رویداد به نام ارگوسفر (Ergosphere) است. در این ناحیه، چرخش فضا-زمان آن‌قدر شدید است که هیچ جسمی نمی‌تواند نسبت به ناظری که در فاصلهٔ دور قرار دارد ساکن بماند و همهٔ اجسام ناچارند در جهت چرخش سیاه‌چاله حرکت کنند. در سال ۱۹۶۹، راجر پنروز نشان داد که همین ویژگی عجیب ارگوسفر می‌تواند راهی برای استخراج انرژی از سیاه‌چاله باشد. او پیشنهاد کرد اگر ذره‌ای وارد ارگوسفر شود و سپس به دو بخش تقسیم گردد، یکی از این بخش‌ها می‌تواند با انرژی منفی ــ از دید ناظر دوردست ــ به داخل سیاه‌چاله سقوط کند، در حالی که بخش دیگر با انرژی بیشتری نسبت به قبل از ارگوسفر خارج شود. در این فرآیند، انرژی اضافی ذرهٔ خروجی در واقع از انرژی چرخشی سیاه‌چاله تأمین شده است؛ بنابراین سیاه‌چاله اندکی از سرعت چرخش خود را از دست می‌دهد. این سازوکار که امروزه با نام فرآیند پنروز شناخته می‌شود، یکی از زیباترین نتایج نسبیت عام است. اما داستان به همین‌جا ختم نمی‌شود. چند سال بعد، فیزیکدان برجستهٔ شوروی، یاکوف زلدوویچ، نشان داد که نه‌تنها ذرات، بلکه امواج نیز می‌توانند از چرخش یک جسم انرژی بگیرند. او پیش‌بینی کرد که اگر موجی با شرایط مناسب به یک جسم رسانای در حال چرخش برخورد کند، موج بازتاب‌شده می‌تواند انرژی بیشتری نسبت به موج اولیه داشته باشد. بعدها مشخص شد که همین ایده برای سیاه‌چاله‌های چرخان نیز برقرار است. در این حالت، اگر فرکانس موج به اندازهٔ کافی کوچک باشد و از سرعت زاویه‌ای افق رویداد کمتر باشد، موج هنگام بازتاب از اطراف سیاه‌چاله تقویت می‌شود و انرژی آن افزایش می‌یابد. این پدیده را ابرتابش (Superradiance) می‌نامند و انرژی اضافی موج نیز از چرخش سیاه‌چاله تأمین می‌شود. حالا تصور کنید راهی وجود داشته باشد که این موج تقویت‌شده نتواند از اطراف سیاه‌چاله فرار کند و دوباره به سمت آن بازگردد. اگر موج بارها و بارها میان سیاه‌چاله و نوعی «آینهٔ فرضی» رفت‌وبرگشت کند، هر بار انرژی بیشتری از سیاه‌چاله می‌گیرد و دامنهٔ آن به‌صورت نمایی رشد می‌کند. این ناپایداری شدید همان چیزی است که پرس و توکولسکی در سال ۱۹۷۲ آن را «بمب سیاه‌چاله» (Black Hole Bomb) نامیدند. البته چنین آینه‌ای در طبیعت وجود ندارد، اما اگر ذرات بسیار سبک و ناشناخته‌ای مانند آکسیون‌ها یا دیگر میدان‌های فوق‌سبک در جهان وجود داشته باشند، جرم این ذرات می‌تواند دقیقاً مانند یک آینهٔ طبیعی عمل کند و موج را در نزدیکی سیاه‌چاله به دام بیندازد. در نتیجه، همان فرآیند تقویت بارها تکرار می‌شود. به همین دلیل، امروزه ابرتابش سیاه‌چاله‌ها فقط یک کنجکاوی نظری نیست، بلکه به یکی از ابزارهای مهم برای جستجوی فیزیک فراتر از مدل استاندارد تبدیل شده است. اگر ذرات فوق‌سبک واقعاً وجود داشته باشند، باید بر سرعت چرخش سیاه‌چاله‌ها اثر بگذارند. بنابراین اخترشناسان با اندازه‌گیری نرخ چرخش سیاه‌چاله‌های پرجرم و ستاره‌ای می‌توانند وجود یا عدم وجود این ذرات را بررسی کنند. از این منظر، سیاه‌چاله‌ها به آزمایشگاه‌های طبیعی عظیمی تبدیل شده‌اند که شاید بتوانند نشانه‌هایی از مادهٔ تاریک یا ذرات بنیادی جدید را آشکار کنند؛ ذراتی که حتی قدرتمندترین شتاب‌دهنده‌های زمینی هنوز موفق به تولید یا آشکارسازی آن‌ها نشده‌اند. نکتهٔ جالب اینجاست که برخلاف نام هیجان‌انگیز «بمب سیاه‌چاله»، در این فرآیند خود سیاه‌چاله منفجر نمی‌شود. آنچه رشد می‌کند، میدان یا موجی است که اطراف سیاه‌چاله به دام افتاده است. این رشد تا زمانی ادامه پیدا می‌کند که انرژی چرخشی سیاه‌چاله کاهش یابد و دیگر امکان استخراج انرژی وجود نداشته باشد. به بیان دیگر، بمب سیاه‌چاله در واقع نوعی ترمز طبیعی برای سیاه‌چاله‌های بسیار سریع‌ چرخان است.. @ScienceTodaymag

مکانیک کوانتومی بدون اعداد مختلط! https://physics.aps.org/assets/10.1103/Physics.19.85/figure/1/thumb https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/4k13-sdjh

شاید تا نیم‌قرن دیگر، کارهای من کاملاً به دست فراموشی سپرده شوند. — آمال کومار رایچادوری اثری که او نگران فراموش‌شدنش بود، معادله رایچادوری (Raychaudhuri equation) نام داشت؛ مقاله‌ای که در ۱۹۵۵ در نشریه Physical Review منتشر شد و سرنوشتی متفاوت با پیش‌بینی بدبینانه خالقش پیدا کرد. این معادله بعدها به یکی از کلیدی‌ترین ابزارهای ریاضی در اثبات قضایای تکینگی پنروز-هاوکینگ تبدیل شد. کار بزرگ رایچادوری به فیزیک‌دانان کمک کرد تا بطور دقیق درک کنند که چگونه در چارچوب نسبیت عام، گرانش می‌تواند مسیر ماده و نور را کانونی کرده و آن‌ها را به سمت نقاط تکینگی همگرا کند. رایچادوری این پژوهش بنیادی را در کلکته و تحت شرایط بسیار سختی انجام داد. حتی تثبیت موقعیت شغلی او مشروط به این بود که صرفاً روی مسائل پیشنهادی اساتید ارشد کار کند؛ اما او با پشتکار و اشتیاق، در مسیر مورد علاقه‌اش یعنی نسبیت عام قدم برداشت و یکی از مهمترین معادلات فیزیک نظری را صورت‌بندی کرد. طنز ظریف و زیبای تاریخ اینجاست: اثری که او می‌ترسید روزی در غبار زمان محو شود، امروز به بخشی جدایی‌ناپذیر از دستور زبان نسبیت مدرن تبدیل شده است. @ScienceTodaymag

انواع سیاه‌چاله‌ها؛ از سیاه‌چاله‌های نخستین تا غول‌های کیهانی سیاه‌چاله‌ها اجرام اخترفیزیکی فوق‌العاده چگالی هستند که میدان گرانشی آن‌ها آن‌قدر نیرومند است که هیچ چیز، حتی نور، پس از عبور از افق رویداد نمی‌تواند از آن‌ها بگریزد. جرم و اندازهٔ سیاه‌چاله‌ها دامنهٔ بسیار گسترده‌ای دارد؛ از سیاه‌چاله‌های نخستین که ممکن است جرمی هم‌اندازهٔ یک سیارک داشته باشند تا سیاه‌چاله‌های فوق‌سنگینی که جرمشان ده‌ها میلیارد برابر جرم خورشید است.. ادامه مطلب @ScienceTodaymag

The arrival position problem in quantum mechanics مقاله ارزشمند اخیر دکتر علی آیت الله رفسنجانی و همکارشان، درمورد ابهام در پیشبینی توزیع احتمال مکان آشکارسازی ذرات کوانتومی https://share.google/AAl5DQbbx8GU8M9ME

دانشی که امروز به عنوان «مکانیک کوانتومی» می‌شناسیم، عنوان پایان‌نامه پل دیراک در ۱۹۲۶ بوده است. در تصویر، پایان‌نامه دست‌نویس دیراک با عنوان «مکانیک کوانتومی» را می‌بینید که از سرچشمه‌های آغازین فیزیک کوانتوم است. برخی دیراک را از نظر سواد ریاضی و مبانی نظری، تنها رقیب جدی هم‌عصر اینشتین می‌دانند و برخی مانند استیون هاوکینگ دیراک را بزرگ‌ترین فیزیک‌دان نظری از زمان آیزاک نیوتن تاکنون دانسته‌اند. مشاهده تز دکترای دیراک @ScienceTodaymag

چرا گرانش در نزدیکی افق رویداد به رفتاری ترمودینامیکی تبدیل می‌شود؟ گرانش معمولاً به‌عنوان یک پدیده هندسی معرفی می‌شود. در نسبیت عام اینشتین، جرم و انرژی باعث خمیده شدن فضا-زمان می‌شوند و اجسام نیز با پیروی از این خمیدگی حرکت می‌کنند. • در نگاه نخست، در این تصویر هیچ نشانی از مفاهیمی مانند دما، آنتروپی یا گرما دیده نمی‌شود؛ مفاهیمی که به ترمودینامیک تعلق دارند، نه به گرانش. اما در نزدیکی افق رویداد یک سیاه‌چاله، گرانش رفتاری از خود نشان می‌دهد که به‌وضوح ماهیتی ترمودینامیکی دارد؛ گویی خودِ فضا-زمان یک سامانه فیزیکی با ساختاری ریزمقیاس و پنهان است. ادامه مطلب @ScienceTodaymag