پاورپوینت کرمچاله ها

کرمچاله ها فلسفه علم زمستان 1402 مقدمه کرم‌چاله ،پلی نظری در فضا و زمان خمیده است. با استفاده از کرم‌چاله می‌توان از مکانی به مکانی بسیار دوردست در کیهان در مدت زمان بسیار کوتاهی ،شاید به اندازه یک چشم بر زدن ،سفر کرد. اینشتین و «روزن» برای نخستین بار در سال ۱۹۳۵میالدی سعی کردن به پرسش کرم چاله چیست پاسخ دهند. نسبیت عام و خمیدگی فضا زمان بر طبق فیزیک نیوتنی ،گرانش نوعی نیروی جاذبه است که بین اجسام مختلف با جرم مشخص وجود دارد. اما اینشتین معتقد بود که گرانش ،خمیدگی فضا زمان است. بر طبق نظریه نسبیت عام ،فضا زمان در اطراف اجسام خمیده میشود. هر چه جرم جسم بیشتر باشد ،خمیدگی فضا زمان در اطراف آن نیز بیشتر خواهد بود. فضا زمان در اطراف جسمی سنگین کامال خمیده می‌شود. پارچه‌ای را در نظر بگیرید که از چهار طرف نگه داشته شده و کامال صاف است .سپس ،سنگی نسبتا سنگین را در وسط این پارچه قرار می‌دهید .پارچه به دلیل وزن سنگ ،به سمت پایین خم می‌شود .این حالت مشابه خمیدگی فضا زمان در اطراف جرم سنگین است .در سنگ ادامه ،سنگ کوچکی را در نقطه مشخصی روی پارچه رها کنید. ِ کوچک به دلیل شیب ایجاد شده به سمت سنگ بزرگ حرکت می‌کند. حرکت سنگ به دلیل شیب ایجاد شده ،همانند گرانش بین دو جسم با جرم مشخص عمل می‌کند. ه در نظر گرفت. فضا زمان را می‌توان همانند پارچ ‌ همان‌طور که در تصویردیده می‌شود ،پارچه را می‌توان به راحتی با قرار دادن جسمی سنگین در وسط آن یا با فشردن ،خم کرد. گرانش نیز می‌تواند فضا زمان را خم کند. AD اطالعات بیشتر حد انتقال اطالعات از نقطه به نقطه ای دیگر در .فضازمان ،سرعت نور است فاصله نزدیک‌ترین ستاره به زمین در حدود ۴سال نوری است .یعنی اگر می‌توانستیم با سرعت نور حرکت کنیم ،چند سال بعد به نزدیک‌ترین ستاره می‌رسیدیم .اما هنوز فضاپیمایی ساخته نشده است که بتواند با سرعت نور و حتی نزدیک به آن حرکت .کند شاید با ایجاد حفره‌ای در فضا زمان بتوان مدت زمان سفر در فضا را کوتاه کرد .در واقع شاید بتوان با ایجاد میانبری در فضا زمان ،سفر به نقاط بسیار دور .را ممکن ساخت مثال : کوه بسیار بلندی را در نظر بگیرید که دو شهر در دو طرف آن قرار گرفته‌اند و هیچ راه ارتباطی با یکدیگر ندارند .مردم هر شهر برای رفتن به شهر دیگر باید کوه را دور بزنند و .مسیر بسیار طوالنی را طی کنند افرادی پیشنهاد دادند راه آسان‌تری نیز برای رفت‌gوآمد بین دو شهر وجود دارد ،حفر تونل از .میان کوه ه میانبری برای رفتن از شهری به این تونل را ‌ .شهر دیگر خواهد بود ایده حفر تونل از میان کوه ،مشابه ایده وجود کرم چاله در فضا است .کرم چاله همانند تونلی بین دو مکان یا نقطه بسیار دور در کیهان، مدت زمان سفر بین این دو نقطه بسیار دور را .کوتاه می‌کند :به مثابه کرمچاله و فضا زمان فرض کنید کیهان به شکل کاغذی مسطح به صورت نشان داده شده در تصویر چپ است. برای رفتن از نقطه Aبه Bباید روی این سطح مسطح حرکت کنیم. ذ ِ مسطح ،دو بعد دارد .می‌توان کاغذ کاغ ‌ (کیهان) را خم و بعد سومی ایجاد کرد. سپس ،حفره‌ای را در کاغذ خم شده ایجاد می‌کنیم .نقطه‌های Aو Bدر بعد سوم به یکدیگر نزدیک‌تر هستند .بنابراین می‌توان در زمان بسیار کوتاه‌تری از نقطه Aبه نقطهB رسید .به این نکته توجه داشته باشید که هرچه میزان خمیدگی کاغذ بیشتر باشد، سفر در زمان طبق نسبیت احتماال با کرمچاله ها می‌توانیم به آینده سفر کنیم. نسبیت عام به تنهایی برای توصیف رفتار کرم‌چاله‌ها کافی نیست ،زیرا عالوه بر گرانش در کیهان ،پدیده‌های بسیار دیگری مانند امواج الکترومغناطیسی ،اتم‌ها ،الکترون‌ها و بسیاری از پدیده‌های دیگر نیز وجود دارند .بنابراین ،برای توصیف رفتار کرم‌چاله‌ها باید فیزیک کوانتوم را به نسبیت عام اضافه کنیم .در این حالت فیزیک‌دان‌ها به این نتیجه رسیدند که کرم‌چاله‌های بزرگ به صورت ذاتی ناپایدار .هستند . کرمچاله با روش پ ُل انیشتین – روزن آلبرت اینشتین و ناتان روزن در سال ،۱۹۳۵ساده‌ترین راه‌حل ممکن را برای کرم‌چاله‌ها کشف کردند . اینشتین و روزن کار را با راه‌حل ریاضی برای یک سیاه‌چاله آغاز کردند اینشتین و روزن متوجه شدند که از لحاظ تئوری ،هر سیاه‌چاله با یک سفید چاله جفت شده است. ------------------ سیاهچاله در حالت کلی ،سیاه‌چاله‌ها از فروپاشی ستاره ،ادغام دو سیاه‌چاله یا یک سیاه‌چاله و ستاره نوترونی با یکدیگر تشکیل می‌شوند. سیاهچاله ،نقطه‌ای با چگالی بی‌نهایت یا به عبارتی تکینگی است که با مانعی یک طرفه ،به نام افق رویداد در هم پیچیده شده است .هنگامی که قصد عبور از افق رویداد یک سیاهچاله را داشته باشیم ،هجوم گرانش چنان طاقت فرسا است که هیچ چیز ،حتی نور، هم نمی‌تواند فرار کند و همه چیز به داخل آن کشیده می‌شود! سفید چاله به طور کلی سفیدچاله‌ها هم دارای تکینگی در مرکز خود هستند ،با این تفاوت که افق رویداد آن‌ها برعکس سیاهچاله عمل می‌کند .به عبارت دیگر هیچ چیزی نمی‌تواند وارد سفیدچاله شود و هر آنچه در داخل آن شکل گیرد ،سریع‌تر از سرعت نور به بیرون پرتاب می‌شود! با نگاه کردن به ریاضیات نسبیت عام، وقتی یک سیاهچاله را تشکیل می‌دهید ،به طور خودکار یک سفیدچاله به آن متصل می‌شود! در همین راستا ،طبیعتا راه ارتباطی یک جفت سیاهچاله و سفیدچاله ،کرم‌چاله‌ای با پشتوانه‌ی قوی ریاضیاتی خواهد بود .این پُل‌ها به افتخار اینشتین و همکارش ناتان روزن ،پل‌های انیشتین-روزن نامیده می‌شوند. این حل ،نمایش ریاضی فیزیکی متشکل از دو ورقه مسطح نامتقارن است که توسط پلی به یکدیگر متصل شده‌اند .این پل ،همان کرم چاله است .این پل یا کرم چاله دو ورقه یا دو ناحیه مجزا از کیهان را به یکدیگر متصل می‌کند .تصویر زیر فضای اطراف کرم‌چاله را نشان می‌دهد .همان‌طور که در تصویر مشاهده می‌کنید فضای باال و پایین در ‌اند. لبه‌ها مسطح شده انواع مختلف کرم چاله کرم چاله قابل عبور :می‌تواند با قرار دادن انرژی منفی به دور آن پایدار باشد. کرم‌چاله‌های غیر قابل‌عبور :هیچ چیز نمی‌تواند از این کرم‌چاله‌ها عبور کند. این کرم چاله ،تنها یک ورودی دارد و از بین می‌رود. این حالت نیز امکان دارد که جسم یا فرد پس از ورود به این نوع کرم چاله و قبل از رسیدن به سمت دیگر آن ،نابود شود. کرم‌چاله‌های تک راه :از این کرم‌چاله‌ها تنها یک‌بار می‌توان استفاده کرد و برای برگشت به کرم چاله جدیدی نیاز است. سیاه‌چاله‌ها را می‌توان به عنوان کرم‌چاله‌های تک راه یا تک مسیر در نظر گرفت .سفیدچاله‌ها نیز نقطه مقابل سیاه‌چاله‌ها و کرم‌چاله‌های تک راه هستند. کرم‌چاله‌های دو راه :کرم‌چاله‌ دو راه کرم‌چاله‌ای به شکل دایره است که عالوه بر مسیر رفت ،مسیر برگشت نیز از داخل آن‌ امکان‌پذیر است. کرم‌چاله‌های درون کیهانی :این کرم‌چاله‌ها درون کیهانی که در آن زندگی می‌کنیم ،یافت می‌شوند و برای سفر از نقطه‌ای به نقطه دیگر درون کیهان از آن‌ها استفاده می‌کنیم. کرم‌چاله‌های بین کیهانی :این کرم‌چاله‌ها جهان ما را به جهان موازی آن وصل می‌کنند. تحقیقات در مورد ماهیت میدان‌های کوانتومی در نزدیکی افق رویداد و در اطراف سیاه‌چاله‌ها نشان داده است که ساختن یک کرم‌چاله پgایدار با تغییر شکل آن ممکن است .اما این کرم‌چاله‌ها بایgد فوق‌العاده کوچک (طولی بزرگ‌تر از ۱۰به توان منفی ۳۵.متر نداشته باشد!) باشند منابع • https://www.zoomit.ir/space • https://blog.faradars.org • https://bigbangpage.com/astronomy • The science of interstellar Book (Kip Thorne) Thank you For your attention!