X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

نیروی خلا یا گرانش؟

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

بنابراین متوجه می شویم گرانش ماهیتی دوگانه از عوامل انرژی و نیرو دارد و تبادل ذره و گراویتونی در کار نیست. (اگر ذرات خلا را گراویتون بنامیم آن وقت تمام اثرات را باید به آنها نسبت دهیم در صورتیکه می دانیم ذرات خلا بدون وجود ذرات ماده در اطراف خود گرانشی ایجاد نمی کنند و می دانیم که ذرات در هر دو طرف ثابت اند و حرکت نمی کند تنها یکدیدگر را دفع می کنند. ذراتی که در این فرآیند دفع حرکت می کنند را در بخش بعد بررسی می کنیم).

\”نیروی خلا یا  گرانش؟ VMR – PCR!\”

شاید این نظریه دهها سال پیش می بایست مطرح می شد که نیروی گرانشی وجود ندارد و این تماما برآیند دافعه ی بین خلا و ماده است که گرانش می نامیم.

اما با گذشت چندین سال  حتی فکر محققی به این سو نمی رود که سیستم جارو برقی (Vacuum cleaner) که از نام آن نیز مشخص است دلالت بر این امر دارد که نیروی گرانشی وجود ندارد.

در جارو برقی یک فن قوی خلایی تقریبی در آن ایجاد می کند که باعث مکش اجسام سبک می شود.

شاید از دیدگاه کلاسیک دلیلی واضح برای این امر نباشد اما اگر کمی دقیق فکر کنیم می بینیم که ماده (هوا) بر خلا دافعه وارد می کند. صرفا به این دلیل که مقدار خلا در این مورد کمتر از ماده است.

حتی در زندگی روزمره بارها این امر را می بینیم:

بعد از خوردن آبمیوه اگر مکیدن را همچنان ادامه دهیم خلایی تقریبی در درون پاکت ایجاد می شود. به همین دلیل است که با تکرار این عمل پاکت چروکیده می شود.

فیزیک کلاسیک به سادگی این دو امر را با فشار هوا توجیه می کند اما همانطور که گفتم دلایل آن واضح و قاطع نیست.

آیا فشار هوایی که از گرانش بین ذرات ایجاد شده نباید فشاری گرانشی ایجاد کند؟

اگر اینگونه بود پاکت آبمیوه باید حجیم تر می شد!

تمام این قضایا نیز به صورت عکس توجیه می شوند. آزمایشی که به راحتی می توان برای این مورد طراحی کرد این است که:

درون پاکت آبمیوه ای را خلایی تقریبی ایجاد می کنیم. این پاکت را درون محفظه ای از خلا نگهداری می کنیم تا پاکت چروکیده نشود.

سپس آنرا به فضا منتقل می کنیم و یکی از فضانوردان بوسیله ی یک نی در خلا باید سعی کند تا در آن پاکت بدمد و آنرا از هوا پر کند.

طبق این دو مثال این امر یا امکان ناپذیر است و یا به نیروی زیادی احتیاج دارد.

بهتر است بگوییم که این سری از ایده ها قبلا به ندرت بیان شده اما یا به شکست انجامیده و یا در زمان خود توجهی به آن نشده است.

سالها قبل فرضیه ای با نام Vacuum fusion (گداختگی خلا) مطرح گردید. دلیل از بیان این فرضیه افزایش فشار گازها و تبدیل آنها به مایع یا فلز آنها بود.

آمار دقیقی در دست نیست که آیا این آزمایش به صورت کامل صورت گرفت یا نه.

اما واضح است که اگر از این طرح استفاده می شد به صورت باید و شاید جوابی دریافت نمی گردید.

زیرا طرح اولیه ی مفروض جارو برقی بود و در واقع محاسبه ای دقیق برای آن انجام نشد.

اگر این طرح با بیان امروزی نظریه ی VMR – PCR انجام شود بدون شک ارزان تر و بهتر از طرح پر هزینه ی Diamond Anvil Cell (DAC) خواهد بود.

زیرا دیگر نه احتیاجی به دو تکه سلول دایاموند بزرگ خواهد بود و نه لیزر و نیروی های بسیار بزرگ می خواهیم.

به هر حال به نظر می رسد طرح گداختگی خلا در فیزیک به موفقیت دست نیافت.

جالب تر اینکه به تازگی نسلی جدید از جاروبرقی های شرکت هوور (Hoover®) با این فناوری وارد بازار شده اند.

حتی با دست یافتن به این تکنولوژی می توان گرانشی مطلوب در سفینه های فضایی ایجاد کرد!

مثال بهتر سیاه چاله ها هستند:

طبق فرضیه های فعلی ستاره ای پیر بعد از چندین سال که جرمش را سوزاند (طی یک فرآیند هم جوشی) گرانش خود را از دست می دهد و به همین دلیل میدان مغناطیسی خودش بر خود آن غلبه می کند و در نتیجه آنرا چروکیده می سازد.

مگر طبق قوانین نیروی مغناطیسی یک جسم متناسب با جرم آن نیست؟

پس چطور هنگامیکه جرم کم می شود نیروی مغناطیسی آن دست نخورده قدرتمند باقی می ماند؟

بنابراین منطقی تر است بگوییم ستاره در حالت عادی در برآیند دافعه بین خلا و خودش تنها نیروی گرانشی قوی ای را ایجاد می کند.

هنگامیکه جرم خود را از دست داده نیروی کافی برای غلبه بر نیروی خلا را نخواهد داشت. بنابراین خلا آنرا چروکیده می سازد.

این طرح منطقی است اما شاید سوالاتی پیش بیاید از قبیل اینکه چرا خلا با اینکه خالی است این همه اثر دارد؟

شاید بتوان گفت با کشف ذرات پاد یک گام به عقب بر داشتیم زیرا تمام افکار نسبت به آنها منحرف شد. در صورتیکه اصلا آنها ضد ماده نبودند.

می دانیم ذراتی مانند آنتی نوترون و آنتی پروتون ها جرم دارند.

در واقع پاد هر چیزی باید خواص مخالف اصل را حمل کند. برای مثال جرم نداشته باشد. اشعه ای از خود گسیل نکند و رفتاری موج – ذره گونه نداشته باشد.

منطقی است که ضدماده امواج نوری از خود گسیل ندهد زیرا این خاصیت مواد است. حتی ضد ماده نباید از نیرو انرژی به عنوان دو عامل مادی تبعیت کند.

اما اینگونه نیست. آنها حتی اسپین هم دارند!!!

حال اگر خلا از ذراتی به این شکل تشکیل شده باشد به راحتی می توان (تا فعلا) این مسئله را رها کرد. تا اینکه ماهیت آنها دقیقا کشف شود.

حتی اگر ساختار آنها را بفهمیم شاید درک کنیم که اثر آنها در قوانین ما نیرو و انرژی معنا می دهد در صورتیکه شاید برای آنها اثری ناشناخته و متفاوت باشد.

سوال دیگر این است که چرا این ذرات طیف ندارند؟

اگر واقعا این ذرات ضدماده باشند دلیلی برای داشتن طیف هم نخواهند داشت.

نور سفید طیف ماده است که متشکل از تمام رنگ های مواد است.

ممکن است این ذرات نور سیاه بدهند که این برای ما غیر قابل درک خواهد بود و این نور ممکن است رنگهای مختلف ضد مواد را تشکیل بدهند (اگر این ضد مواد رنگی داشته باشند)!

به هر حال این نظریه منطقی تر است زیرا هنگامیکه به مرکز ثقل و ثابت شتاب گرانشی فکر می کنید هیچ توجیه مناسبی برای آنها نمی بینید.

چرا گرانش در مرکز هر جسمی تاثیر می گذارد؟

از نظر من که این موضوع باید سریعا بعد از طرح نقض می شد.

زیرا گرانش هوشمند نیست که به دنبال مرکزی ترین نقطه بگردد و قدرت خود را در آن نقطه مرکزیت بدهد.

طبق این نظریه ی جدید از آنجا که نیرو از خلا بر زمین (برآیند این نیروها) وارد می شود در هر نقطه از یک جسم یک مقدار ثابت نیرو وارد می شود.

و درباره ی شتاب گرانشی:

چرا تمام اجسام با یک شتاب ثابت سقوط می کنند؟ این سوالی است که تا امروز کسی جواب قطعی نداده بود و در این مورد تمام ایده ها تنها در حد فرضیه بیان شده اند.

این سوال را سوالات دیگری در فیزیک سخت تر می کند:

مگر جرم جسم متناسب با نیرو نیست؟ پس چرا یک جسم با جرم بیشتر دقیقا نیروی وارده ای برابر با یک جسم با جرم کمتر دارد؟

منطقی تر است که بگوییم از آنجا که برآیند نیروهای دافعه بین زمین و خلا است هر جسمی که نیروی سقوط خود را از این مقدار ثابت می گیرد با شتاب ثابتی نیز سقوط می کند.

بدین معنا که تفاوتی ندارد ما یک توپ یک گرمی را در نظر گرفته باشیم یا یک توپ یک کیلویی را!

در هر دو حالت شتاب سقوط آنها ناشی از برآیند نیرو بین دو عامل با مقادیر ثابت است. زمین (ماده) و خلا!

از آنجاییکه این نیرو ثابت است شتاب ایجاد شده از این نیرو نیز برای هر جرمی ثابت است.

حال حدس می زنم فکر هر کسی کمی متاثر از این ایده شد که ماده می تواند دفع کند اما جذب مستقیم ندارد. زیرا جذب خود متشکل از برآیند دو یا تعداد بیشتری دافعه است.

دو توپ را فرض کنید. با به هم زدن آنها می توان آنها را از هم دور کرد. اما تنها با یک میدان مغناطیسی می توان آنها را مستقیما جذب کرد و همانطور که می دانید مغناطیس مقوله ای جدا از گرانش است.

چندی پیش بود که در سایت پارس اسکای (بخش اخبار) مطلب زیر را خواندم:

آبهی اشتکار ، مدیر موسسه فیزیک و هندسه گرانشی از همین دانشگاه می گوید\” می توان ازنسبیت عام برای توضیح کیهان در زمانیکه ماده آنقدر چگال شد که هیچ معادله ای نمی تواند آن را توضیح دهد استفاده کرد. ما برای نگاه به ورای این زمان و نقطه نیاز به معادلات و ابزار کوانتومی داشتیم که در زمان انیشتین در دسترس نبود.\” وی با همکاری پژوهشگران دیگر مدلی را تهیه کردند که با دنبال کردن ردپای مهبانگ و عبور از میان آن به کیهان در حال چروکیده شدنی بر می خورد که فیزیکی مشابه کیهان ما داشت.

این گروه در تحقیق خود نشان دادند که قبل از مهبانگ یک کیهان در حال منقبض شدن وجود داشت که هندسه فضا-زمان آن مشابه کیهان در حال انبساط ما بود.زمانیکه نیروهای گرانشی کیهان قبلی را به داخل می کشاند ، به نقطه ای رسید که خواص کوانتومی فضا-زمان باعث می شوند گرانش حالتی دافعه داشته باشد نه جاذبه. اشتکار می گوید\” ما با استفاده از اصلاحات کوانتمی معادلات کیهانشناسی انیشتین نشان دادیم که بجای یک انفجار بزرگ کلاسیک ، درحقیقت یک \”واگشت کوانتومی\”  وجود داشته است. سناریوی واگشت کوانتمی بسیار واقع گرایانه بنظر می رسد.

این موسسه تقریبا نه ماه پیش (۱Q – 2006) به این موضوع رسید در حالیکه VMR – PCR این مطلب را از دو سال پیش (۴Q – 2003) بیان کرده بود.

در خبر می بینیم که تبدیل جاذبه به دافعه از اثرات کوانتومی فضا – زمان معرفی شده در صورتیکه VMR – PCR دلیل واضحی را برای این اثر ارائه می دهد:

در ریاضیات به صورت جدا هیچ گاه یک فضای سه بعدی توسط خطی تک بعدی خم نمی شود. اینشتین برای حل این موضوع تعریف جدیدی به نام فضا – زمان را ارائه داد.

اما باید گفت هنگامیکه یک فضا تک بعدی است (زمان) و فضای دیگر سه بعدی (فضا) ما حتی اجازه نداریم آنها را بررسی کنیم زیرا نقطه ی اشتراکی ندارند.

لازمه ی ترکیب آنها که انطباق آنهاست.

شاید این مطالب در اوایل قرن بیستم نیز مطرح شد اما اثبات اینشتین آزمایشی بود که در آن نور به سمت زمین منحرف شده بود و از آنجا که این یک دلیل تجربی محسوب می شد مستقیما نظریه را اثبات می کرد.

اما آیا واقعا انحراف فضا باعث تغییر مسیر نور می شود؟ 

با فرض اینکه خلا مملو از ضدماده باشد با ایجاد یک جرم این ذرات باید در اطراف جرم ایجاد شده چگال تر از دیگر نقاط شوند. همین افزایش چگالی باعث فعال کردن این ذرات بدون جرم (و بدون اثر در شرایط معمولی) می شود. این ذرات شروع به دفع کردن جرم که فضای آنها را اشغال کرده می کنند. (دقیقا مانند مثال پاکت آبمیوه که ذرات هوا می خواهند فضای اشغال شده توسط خلا را خود پر کنند)!

طبق قانون سوم نیوتن مبنی بر داشتن عکس العمل برای هر عملی ذرات جرم نیز شروع به دفع (عکس العمل) می کنند. مسلما این بار نتیجه برعکس مثال آبمیوه خواهد بود زیرا مقدار جرم در مقابل خلا اندک است.

البته برآیند این نیروها کم است که چنین شتاب گرانشی اندکی ایجاد می شود. به همین دلیل می توان بیشتر شدن چگالی زمین (کم شدن حجم) آنرا به مرور زمان و با افزایش شتاب گرانشی زمین دید که البته این مقدار نا محسوس است.

روابط زیر طریقه ی احتساب این نیرو و فرمول محاسبه ی نیرو ی خلا و ماده را نشان می دهد:

F = G x Mm x Me / Re^2

 Vacuum has no mass. The distance between vacuum and earth is 0. So:

F = ma

Fe = 5.98 x 10^24 x (3 x 10^8 – 9.8) = 17.93 x 10^32

Fv = 5.98 x 10^24 x 3 x10 ^8 = 17.94 x 10^32

Fv – Fe = resultant = 0.01 x 10^32 = 10^30 (N)

This force creates the gravity acceleration constant.

S0:

Fv = MC

Fe = M(C-g)

این روابط نشان می دهند که شتاب گرانشی زمین حاصل برآیند نیروی ۱۰^۳۲ x 17.94 نیوتنی خلا بر زمین و نیروی ۱۷٫۹۳ x 10^32 نیوتنی زمین بر خلا است. این برآیند به صورت تقریبی برابر با ۱۰^۳۰ نیوتن است.

نکات مهم دیگری که از این محاسبات بدست می آیند این است که دافعه خلا بر یک جسم برابر است با جرم جسم در سرعت نور و دافعه ی ماده بر خلا برابر است با جرم ماده در تفاضل سرعت نور و شتاب گرانشی (یا ضریب چروکیدگی ماده در نیروهای بالا).

توجه داشته باشید طبق این تعاریف از آنجا که نور در سرعت بی نهایت (مادی) قرار دارد شتاب آن نیز برابر با سرعت آن خواهد بود. بنابراین می توان تفاضل آنرا با شتاب گرانشی با در نظر گرفتن واحد شتاب انجام داد.

توجه داشته باشید که اینشتین به این دلیل شتاب را در نسبیت خاص تعریف نکرد زیرا اعتقاد داشت نور بالاترین سرعت است و حتی با دادن نیروی بیشتر سرعت آنرا بیشتر نمی کنیم .

می دانیم که اگر نوری از اتمسفر وارد خلا شود به سرعت اولیه ی خود شتاب می گیرد.

حتی امروزه ذراتی با نام تاکیون ها به فیزیک معرفی شده اند که این خود نشان می دهد نور آخرین سرعت را دارا نیست.

همچنین می دانیم که طبق نسبیت خاص و هم ارزی جرم و انرژی اگر ماده ای به سرعت نور شتاب بگیرد مقدار جرم بیشتری از آن به انرژی تبدیل می شود. در پدیده ی انتقال به آبی نیز نور بر اثر نیروی زیاد یک میدان گرانشی قوی منحرف به سمت جرم مرکزی می شود و طیف آن متمایل به آبی می گردد که این نشان دهنده ی افزایش انرژی در آن است.

VMR – PCR با این مقدمه نتیجه گیری می کند که:

الف) نور صورتی کامل از انرژی نیست و در آن جرم نیز وجود دارد.

ب) سرعت نور سرعت نهایی نیست.

ج) در پدیده ی انتقال به آبی انرژی و در نتیجه سرعت نور بیشتر می گردد.

همچنین این نظریه بازه ی نور را طبق محاسبات زیر معرفی می کند (در قالب نوری و پیرو قوانین نسبیتی و نه تاکیونی و فرا نسبیتی):

سرعت ۳۰۰۱۹۵۰۲۵٫۶۸۵۷۴۰۰۴ متر بر ثانیه آخرین سرعت یک ذره – موج در قالب نوری می باشد اگر که سرعت خلا در نور ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ متر بر ثانیه باشد.

به همین دلیل است که نمی توان خواص نور را در کل موجی دانست زیرا کلا از انرژی نیست و به دلیل حمل مقداری جرم خواص ذره ای نیز دارد.

این نسبت باید تا حدی باشد که سرعت مجذور نور تقریبا سرعت بی نهایت باشد.

نهایت سرعت نور از رابطه ی زیر و بر طبق شکل بالا بدست می آید:

از آنجاییکه اگر ضلع پایینی مثلث سمت چپ بر ضلع پایینی مستطیل (FG) منطبق باشد خط D در سرعت C = 3 x 10^ 8 (m/s) قرار دارد نتیجه می گیریم که DC = 2707000 و حال که فرض کرده ایم طول قطر مستطیل ثابت است و با تغییر زاویه تغییر نمی کند پس طول پاره خط DC نیز ثابت و برابر با Sin θ در DC و بنابراین سرعت در D برابر است با C بعلاوه ی اندازه ی DC .

 ]حل: نوید حقیقت[ .

در صورتیکه:

الف) θ زاویه ی ایجاد شده بالای قطر مستطیل باشد.

ب) در هر مستطیل با رسم قطر زوایای قائمه (رئوس) آن به دو زاویه ی ۷۰ درجه (بالای قطر) و ۲۰ درجه (پایین قطر) تقسیم شود.

آنگاه =>

Vc (max) = C + Sin θ (C – Vl)

که در Vl آن سرعت نور در خلا برابر با ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ متر بر ثانیه و C ثابت تقریبی سرعت نور برابر با ۳ x 10^8 متر بر ثانیه و Vc (max)  بالاترین سرعت یک ذره – موج در قالب نوری می باشد.

دو نکته در این مسئله حائز اهمیت است:

۱)      طبق یکی از نظریه های اینشتین سرعت اثر گرانش برابر با سرعت تقریبی نور (نه سرعت خود نور در خلا) است که فرضیه ی همیشگی بودن اثر گرانش نیوتن را با اثباتی که از سوی کیهان شناسان در سال ۲۰۰۴ – 2002 صورت گرفت نقض می کند. به همین دلیل ما در این محاسبه بین دو سرعت تقریبی نور و سرعت نور در خلا تقاوت قائل شده ایم.

۲)      در فرمول بدست آمده اصل تقدم ضرب بر جمع باید رعایت شود تا جواب صحیح بدست بیاید. 

 

 و بنابراین در این مدل هنگامیکه به سرعت مجذور نور (تقریبی) برسیم آنگاه گرانش در ما اثری نخواهد داشت و اثر زمان چندین برابر اثر معمولی آن بر ذره ای با چنین سرعتی خواهد بود.

بنابراین ذره ای با این سرعت به آینده سفر خواهد کرد. (در این سرعت شتاب برابر با تندی است).

همچنین عکس این مطلب نیز صادق است که اگر با چنین سرعتی در سفر باشیم و ناگهان چنان شتاب منفی ای پیدا کنیم که در یک ثانیه سرعتمان به صفر برسد (اصطلاحا سرعت منفی بگیریم) از زمان جا خواهیم ماند و به گذشته خواهیم رفت. (البته این بدان معناست که دیگران طبق زمان معمول می روند و ما در گذشته جا می مانیم و تنها از نظر افرادی که در زمان معمولی هستند به گذشته رفته ایم اما برای خود ما بازه ی زمانی مشخصی تکرار خواهد شد).

به همین دلیل است که کسی از آینده به گذشته نمی آید. زیرا با سفر به گذشته در بازه ی زمانی خاصی (از همان جا که سفر را شروع کرده ایم) زندانی خواهیم شد. نه به عقب می رویم و نه به جلو!

اما سفر به آینده امکان پذیر است.

از این مسائل که بگذریم باید به موضوع هم ارزی نیرو و انرژی و ارتباط آن با گرانش پرداخت.

همانطور که دیدید VMR – PCR هم نظریه ی اینشتین مبنی بر انرژی بودن ماهیت گرانش را می پذیرد و هم اثرات نیروی گرانش نیوتن را قبول دارد بنابراین سعی در ترکیب آنها دارد.

این دید ترکیبی به صورت زیر است:

۱)      هنگامیکه جرمی سرعت می گیرد به نسبت سرعت جرم آن به انرژی تبدیل خواهد شد. به طوریکه اگر جرم جسمی در حالت سکون M باشد در سرعت V برابر با m خواهد بود که در آن M>m و نسبت M به m متناسب با سرعت و انرژی ایجاد شده می باشد.

۲)      در فرآیند تبدیل جرم به انرژی جرم مستقیما به انرژی تبدیل نمی شود بلکه ابتدا به نیرو و سپس به انرژی تبدیل می شود.

۳)       ماهیت گرانش از ترکیب دو عامل انرژی و نیرو ایجاد شده است. بر همین مبنا (در مدل مشخص شده) هنگامیکه سرعت جسمی صفر است شتاب لازم برای حرکت آن جسم تنها تابع نیروهای وارده است زیرا عامل انرژی در سرعت های بالا فعال است. بنابراین می توان گفت که اگر نور در خلا به صورت طبیعی حرکت کند عامل آن بیشتر نیرو خواهد بود تا انرژی و در هنگام انتقال به آبی نیروی بیشتری به انرژی تبدیل می شود.

۴)      رابطه ی هم ارزی نیرو و انرژی به صورت زیر است: (به یاد داشته باشید که در ابتدا ما شتاب را در نسبیت تعریف و توجیه کرده ایم):    

E x a = F x C^2 ó E x g = F x C^2

 

 اما نیروی گرانش (وزن) همچنان با قبل تفاوتی نخواهد داشت:

Fv = MC

Fm = M (C-g)

Fg = Fv – Fm

Fg = MC – MC – Mg

è Fg = W = – Mg

*

۵) محیطی که چنین پدیده هایی (افزایش انرژی) در آن توسط گرانش رخ می دهد محیط دوگانه ی انتشار می نامیم:

۶) اگر جسمی به سرعت مجذور نور برسد تماما از انرژی خواهد بود و به همین دلیل تماما خاصیت موجی خواهد داشت. در این سرعت گرانشی برای جسم وجود نخواهد داشت. زیرا طبق مدل در این سرعت جسم از محیط دوگانه ی انتشار عبور کرده بنابراین دیگر محیط اثر گرانشی برای آن نخواهد بود.

  7) نسبت نیرو به انرژی در فرمول E x a = F x C^2 ó E x g = F x C^2  برابر است با:

M = F/a

a = g è M = F/ [G (Me/Re^2)

E = (F x Re^2 x C^2)/ (G x Me)

è E ≈ F (9.18 x 10^15)

یعنی هر ژول انرژی تقریبا معادل ۹٫۱۸ x 10^15 نیوتن است! این عدد را ثابت هم ارزی می نامیم.

حال VMR – PCR چگونه اثبات می کند که انرژی نیز عاملی در ماهیت گرانش است؟

یک دلیل تجربی ویژه برای اثبات این مطلب وجود دارد که علاوه بر اثبات اینکه دافعه ی خلا متناسب با دافعه ی ماده است اثبات می کند  که انرژی یکی از عوامل ماهیت گرانش نیز هست.

طبق فرمول زیر انرژی لایه های الکترونی بدست می آید:

 

که در آن  ثابت ریدربرگ و Q بار هسته ی اتم و n تعداد عدد کوانتومی اصلی و e بار الکترون و h ثابت پلانک و C ثابت سرعت نور می باشد. (مرحله ی ریدربرگ تنها به عدد کوانتومی اصلی وابسته است و از بین یک تا ۱۰^۳۰  الکترون ولت بر طبق آن تعیین می شود).

طبق این فرمول هرچه عدد کوانتومی اصلی (لایه ی الکترونی) بیشتر بشود باید انرژی آن لایه و الکترون هایش نیز بیشتر بشود.

اما تجربیات چیز دیگری را نشان می دهند. شکل زیر مقادیر انرژی لایه های یک اتم اورانیوم است:

 

همانطور که می دانید بین اتم و اولین لایه ی الکترونی و همچنین بعد از آخرین لایه ی الکترونی خلا وجود دارد. طبق تعاریف گفته شده باید فرآیند دفع در آنها نیز صورت بگیرد و طبق قوانین باید در نزدیکترین نقطه به منبع دفع ماده اثر گرانش باید برابر با اثر گرانش در نزدیک ترین نقطه به منبع دفع خلا باشد و فاصله ی میانگین بین آنها باید از اثر گرانش بیشتری برخوردار باشد.

می بینید که در شکل بالا لایه های آخر و اول انرژی یکسانی دارند. در صورتیکه طبق مدل اتمی بور اگر الکترونی بخواهد به لایه ی بالاتری برود باید انرژی بیشتر داشته باشد. بنابراین لایه ی آخر الکترونی قطعا باید از لایه ی اول الکترونی طبق فرمول ذکر شده انرژی بیشتری داشته باشد.

اما همانطور که می بینید در طبیعت این مورد نیز از VMR – PCR پیروی می کند.

دقیقا لایه ی چهارم که لایه ی میانی هست نیز از انرژی بیشتر برخوردار است!

بنابراین متوجه می شویم گرانش ماهیتی دوگانه از عوامل انرژی و نیرو دارد و تبادل ذره و گراویتونی در کار نیست. (اگر ذرات خلا را گراویتون بنامیم آن وقت تمام اثرات را باید به آنها نسبت دهیم در صورتیکه می دانیم ذرات خلا بدون وجود ذرات ماده در اطراف خود گرانشی ایجاد نمی کنند و می دانیم که ذرات در هر دو طرف ثابت اند و حرکت نمی کند تنها یکدیدگر را دفع می کنند. ذراتی که در این فرآیند دفع حرکت می کنند را در بخش بعد بررسی می کنیم).

بر همین مبنا پیش بینی می کنیم که در زمین نیز هسته بیشترین گرانش را ندارد بلکه فاصله ی میانی بیشترین گرانش را دارد. (فاصله ی میانی به صورت تقریبی = فاصله ی آخرین لایه جو از زمین بعلاوه ی شعاع زمین تقسیم بر دو). بنابراین طبق این مدل اگر از نقطه ی میانی به زمین نزدیک شویم گرانش بیشتر خواهد بود تا اگر به همان اندازه به خلا نزدیک شویم:

 

 

همانطور که گفتیم حال قصد داریم ذراتی را که در این فرآیند حرکت می کنند و تنها رد می شوند و نه بدل بررسی کنیم. (چون برآیند از سمت خلا به ماده است بنابراین تنها ذراتی ترکیبی بر جو زمین سقوط می کنند).

حتی اگر این موضوعات (دفع خلا و ماده) با اختراع جاروبرقی کشف نشده بودند باید با بیان تشعشات چرنکوف مطرح می شدند.

جالب است که از سال ۱۹۲۷ دانشمندان  اظهار دارند که ماهیت پرتوهای کیهانی را کاملا شناخته اند. اما چگونه امکان دارد که پرتوهایی که خود از اتم های هیدروژن (۹۶ درصد) و هلیم (یک درصد) و کربن – نیتروژن – اکسیژن – فلئور و ذرات پروتون (۹۶ درصد) – ذرات آلفا (۳ درصد) – پرتوهای گاما – الکترون – پوزیترون و نوترینو تشکیل شده اند در برخورد با اتم های تشکیل دهنده ی جو آنها را تجزیه کنند؟

طبق فرضیه ها پرتوهای کیهانی با برخورد به هسته ی اتم های جوی به مقدار تجزیه شده ای از خود + ذرات بنیادی هسته + نوترینو و چند نوع مزون (پاد – مجازی – مثبت) تبدیل می شوند.

در صورتیکه در شیمی هر اتمی پروتون را دفع می کند – در برخورد با هیدروژن هایبرید می شود و با بمباران هلیم یا ذرات آلفا دو عدد اتمی و چهار اتم جرمی به آن اضافه می شود.

در هیچ کدام از این فرآیندها نیز هیچ ذره ای با انرژی بالا بوجود نمی آید.

اینجاست که متوجه می شویم تعریف ما از پرتوها کیهانی دقیق نبوده است.

 بنابراین احتمال می دهیم با برخورد این ذره به اتم های جوی آنها بیشتر به اتم های سبک تر و چند نوع ذره ی بنیادی تبدیل می شوند.

گازهای دیگر که خود در جو موجود هستند و ممکن است طی فرآیندهای شناخته شده با این مواد ترکیب شوند.

پرتوهای چرنکوف در دنباله ی این ذرات نشان دهنده ی سرعت فرانور آنهاست و پرتوهای کیهانی نیز تشکیل شده از پرتوهایی هستند که پس از برخورد با اتمهای جوی تشکیل شده اند.

فرآیند بالا به راحتی توسط امواج هادرونیک نیز قابل اثبات است.

بعد از بیان فرمول پرتوهای کیهانی و ایجاد فرآیند هادرونیک جوابی برای این قضیه نبود که چرا مقداری از پرتوهای کیهانی بر روی اولین ذرات جوی تاثیر می گذارند و مقداری از آنها از این مواد عبور کرده و به مراحل بعدی می رسند. اما پرتوهای کیهانی هیچ گاه به زمین نمی رسند؟

بعد از مدتی دانشمندان متوجه شدند انرژی این پرتوها در فرآیندی به نام امواج هادرونیک(Hadronic cascades) تبدیل به ذرات و امواج مختلف می شود و به همین دلیل کل پرتو دیگر انرژی رسیدن به زمین را ندارد و قسمت زیادی از آن در راه تجزیه به بسته های جزئی تر انرژی و ماده شده است.

مدل امواج هادرونیک به صورت زیر است:

 

 

   اما این دانشمندان نتوانستند متوجه شوند که چرا با اتمام این فرآیند و تجزیه ی جز به جز پرتو چرا هنوز اشعه ی چرنکوف مسیر خود را ادامه می دهد؟

در واقع اینکه انرژی این پرتو از کجا تامین می شد؟

 این مطلب را به صورت تاکیونی توجیه می کند:VMR – PCR

در این توجیه طبق شکلی که در ابتدای موضوع بیان کردیم ذره ای  به نام (ε) با سرعت C^2 در دنباله ی خود به دلیل سرعت بالا اشعه ی چرنکوف ایجاد می کند و این ذره در برخورد با اتم ها جوی با ایفای نقشی نیمه کاتالیزگر از پرتوی چرنکوف در دنباله ی خود (در دنبال اشعه ی چرنوکوف) پرتوهای کیهانی را ایجاد می کند. 

 

بنابراین این ذرات چیزی از خود مصرف نمی کنند و اگر هم بکنند طبق این محاسبات نباید اثری در خود آنها ایجاد شود:

 

این محاسبات نشان می دهند که  در این ذرات m = E = F = V = ∞ زیرا این ذرات باید بر فراز جو (زوایای ۱۸۰ و ۳۶۰) سقوط کنند که کتانژانت این زوایا تعریف نشده است. مقادیر صورت طبق فرمول صفر شده و مخرج نیز تعریف نشده است بنابراین مقادیر برای این ذره تعریف نشده (بی نهایت) می باشد. از آنجاییکه بی نهایت نیز برای ما مشخص نیست تقریبا تعریف نشده است.

می دانیم که سرعت این ذره در نهایت است و سرعتی بالاتر از آن نداریم. پس زمان نیز در این سرعت برای جسم تعریف نمی شود و در واقع در نهایت است. بنابراین تمام عوامل دیگر از جمله نیرو و جرم و انرژی برای این ذره بی نهایت (تعریف نشده) می شوند.

مثال قابل درک تر این است که:

اگر دو ماشین با سرعت تقریبا یکسان به یکدیگر برخورد کنند تکه های خرد شده ی آنها در زوایای خاصی نسبت به زاویه ی روبرویی دو ماشین و با سرعتی بیشتر از سرعت دو ماشین به اطراف پرتاب می شوند.

همین موضوع به همین شکل برای مواد اتفاق می افتد. نیروی دفع خلا با سرعت تقریبی نور و نیروی دفع ماده با سرعتی کمی پایین تر به هم برخورد می کنند. از آنجا که برآیند دافعات به سمت زمین است ذرات حاصل از برخورد با سرعتی بیشتر از نور بر فراز جو زمین سقوط می کنند.

مثال تجربی دیگر بمباران اتم بوسیله ی نوترون است. یک نوترون و یک اتم با سرعتی کم به هم دیگر برخورد کرده و از آنها امواجی ساطع می شود که سرعت نور را دارند.

حتی اینگونه می فهمیم که تفاوتی بین تولید اشعه ی چرنکوف در پدیده های چرنکوف و بزامشتراهلونگ نیست.

زیرا اثر چرنکوف مثال مایکروسکوپیک این اثر (تولید این اشعه ها در اتمسفر سیارات) است و اثر بزامشتراهلونگ مثال میکروسکوپیک این اثر (تولید این تشعشات در اتم ها) می باشد.

این اشعه ها به این دلیل در سیارات بدون جو دیده نمی شود که ذرات نام برده توانایی شکست و تجزیه ی عظیم سطح سیاران خاکی بدون جو را ندارند.

لازم به ذکر است که طبق این فرآیند انرژی تمام ذرات پر انرژی ای که در یک ثانیه به جو زمین وارد می شوند نباید بیشتر از ۱٫۹۵ x 10^17 ژول باشد. (دافعه ی زمین تقسیم بر ثابت هم ارزی)! 

همچنین این تشعشعات در اتم های سبک دیده نمی شوند زیرا در آنها لایه های الکترونی و در واقع پدیده ی دافعه ی خلا و ماده و در نتیجه انتشار ذرات پر سرعت و پر انرژی کمتر است.

البته طبق قوانین این پرتوها در اتم های سبک نیز وجود دارند اما به دلیل مقدار کم به سختی دیده می شوند.

در شکل زیر طریقه ی تولید این پرتوها در اتم هیدروژن نشان داده شده است:

 

با بیان این مطلب چکیده ای از دیدگاه جدید تئوری VMR – PCR را بیان کردیم.

این تئوری هنوز به طور قطعی اثبات نشده و در حال معرفی شدن به مجامع علمی است.

 

 

 

منبع :پدیدا بزرگترین مرجع علمی ایرانیان

ارسال نظر