تا قبل از نظریه ی نسبیت عام، شاید هیچ کس تصور نمیکرد فضا و زمان به هم مربوط باشند. اما حالا فضا و زمان به مفاهیم درهم تنیده ای تبدیل شده اند. با دیپ لوک همراه باشید…سال هاست که یکی از چالش های بزرگ علم، متحد کردن دو نظریه ی انقلابی قرن بیستم، یعنی نسبیت عام و مکانیک کوانتوم است. اکنون فیزیکدانان با همکاری ریاضیدانان گام مهمی در رسیدن به این اتحاد برداشتند. این پژوهش جدید که توسط Hirosi Ooguri از دانشگاه Kavli IPMU توکیو و Matilde Marcolli، ریاضیدانی از دانشگاه کلتک انجام شد، در ژورنال Physical Review Letters و به عنوان مقاله ی پیشنهاد سردبیر چاپ شد.
نظریه ی جدیدی که توضیح میدهد کوانتوم چگونه فضا-زمان را می سازد
فیزیکدانان و ریاضیدانان مدت زیادی است که به دنبال نظریه ی همه چیز (ToE) هستند. نظریه ای که نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را با هم متحد می کند. نسبیت عام، گرانش و اتفاقات بزرگترین اجرام کائنات، مانند دینامیک ستارگان و کهکشان را توضیح می دهد، در حالیکه مکانیک کوانتوم به قلب ریزترین ذرات هستی سرک میکشد.
اصل هولوگرافیک، یکی از ویژگی های ضروری نظریه ی موفق همه چیز است. اما اصل هولوگرافیک چیست؟ این اصل می گوید جهان در واقع دوبعد دارد! و گرانش سه بعدی را می توان از طریق کوانتوم روی یک سطح دوبعدی توصیف کرد. یعنی یک حجم سه بعدی باید از سطحی دوبعدی به وجود آید. چگونگی چنین فرآیندی هنوز روشن نیست. اما حالا Ooguri و همکارانش دریافته اند که درهم تنیدگی کوانتومی، کلید حل این معماست! احتمالاً باز هم برایتان این سوال پیش آمده که درهم تنیدگی کوانتومی (Quantum entanglement) چیست؟ در واقع این پدیده ی عجیب کوانتومی زمانی اتفاق می افتد که گروهی از ذارت طوری رفتار کنند که ما نتوانیم حالت هر ذره را به تنهایی و مستقل از ذرات دیگر اندازه بگیریم و بناربراین مجبور شویم حالت کوانتومی را برای کل سیستم در نظر بگیریم. درواقع به نظر می رسد ذرات و حالت هایشان در هم تنیده شده اند!
با استفاده از نظریه ی کوانتومی (که گرانش را شامل نمی شود)، آنها چگونگی محاسبه ی دانسیته ی انرژی را با استفاده از داده های درهم تنیده ی کوانتومی در یک سطح نشان دادند. این دانسیته ی انرژی، منبع برهمکنش های گرانشی در سه بعد است. این کار شبیه به تشخیص بیماری درون بدن از طریق دیدن تصویر اشعه ی ایکس روی صفحه ی کاغذ است! این یافته به آنها اجازه می دهد تا ویژگی های کلی درهم تنیدگی را بهخوبی تفسیر کنند. اگرچه اهمیت درهم تنیدگی کوانتومی از قبل هم شناخته شده، اما نقش دقت آن در ایجاد فضا-زمان، توسط Ooguri و همکارانش تشریح شد.
همانطور که در بالا هم توضیح دادم، درهم تنیدگی کوانتومی پدیده ای است که به موجب آن، حالات کوانتومی مانند اسپین یا قطبش ذرات را نمی توان به صورت مستقل از هم توصیف کرد و اندازه گیری یک ذره، روی ذره ی دیگر هم تاثیر میگذارد. این پدیده ی جالب را اینشتین، به حرکتی شبه مانند توصیف کرد. کار Ooguri و همکارانش نشان می دهد که این درهم تنیدگی کوانتومی؛ ابعاد اضافه ای از نظریه ی گرانشی را تولید می کند. قبلاً معلوم شده بود که درهم تنیدگی به مسائل عمیق متحدسازی نسبیت عام و مکانیک کوانتوم مانند پارادوکس اطلاعات سیاه چاله و پارادوکس دیوارآتشین مربوط است، اما این مقاله درهای تازه ای از ارتباط درهم تنیدگی کوانتومی و ساختار میکروسکوپی فضا-زمان باز کرد.
می خواهید تازه ترین مقالات دیپ لوک را به محض انتشار، در ایمیل خود ببینید؟ کافیست ایمیل خود را در فیلد زیر وارد کنید: [wysija_form id=”1″]
گفتگو۲۵ دیدگاه
سلام. خانم ریاحی خیلی ممنون ازمقالات زیبا و بیان شیواتون. نظریه ی هولوگرافیک خیلی جالبه و آدم رو واقعا به فکر فرو می بره.
سپاسگزارم دوست خوبم.
باسلام خدمت دکتر ریاحی
من د انشجو ارشد کامپیوتر هستم و باید پایانامه مو تموم کنم خواستم بدونم اگر بخوام روهمین موضوع کامپیوتر کواتنوم کارکنم به نظر شما چطور؟ایا شما موضوعی دراین رابطه دارید که من به عنوان پایانامه روش کارکنم ؟
دوست عزیزم، کامپیوتر کوانتومی موضوع بسیار جالب و تاپیه، اما به شرطی که استاد راهنماتون هم کمی در این زمینه آشنایی داشته باشه تا شما رو راهنمایی کنه، چون در غیر اینصورت یه مقدار کار براتون سخت میشه. منم موضوع خاصی مد نظرم نیست که شما بتونید روش کار کنید، اما مقالات و کتب زیادی (توی دانلودکده ی دیپ لوک هم وجود داره) در این مورد وجود داره که می تونید مطالعه بفرمایید و ازشون ایده بگیرین. موفق باشید
سلام باتشکر از سایت غنی و بروزتون…در مورد گرانش و نسبیت عام مطلبی می خواستم بگم اونم اینکه چون این نظریه نسبیت پایه و اساس هندسی داره هیچگاه نظریه های برخواسته از نسبیت کار نخواهند کرد….خوده فرض قرار دادن گرانش بصورت هندسه از اساس غلط بوده…مرسی
سپاسگزارم دوست خوبم. در مورد نسبیت عام متوجه نشدم شما اساسش رو چی میدونید؟
سیطره نزدیک به صد ساله نسبیت عام بر بخشهایی از فیزیک و کتب درسی و دانشگاهی باعث در جا زدن فیزیک در این صد ساله شده ….گشتن به دنبال زمان و تغییر در زمان از خطاهای اصلی بوده که دانشمندان طی چندین دهه به دنبال آن بودن مفاهیم ابعادی زمان و فضا فقط در فیزیک بصورت متریک جوابگو هست..اما اینکه هندسه رو کوانتایز کرد خنده داره….نظریه هایی نظیر ریسمان هم همین طور چون از دل نسبیت بیرون اومدن هیچگاه جوابگو و قانع کننده نسل بشر نخواهندبود و نخواهند شد..و بیشتر دور خود گشتن و در جا زدن خواهد بود…اینها به فلسفه سوق پیدا خواهند کرد….گرانش و مباحثی نظیر آن فقط با کوانتایز کردن به جایی خواهند رسید اما نه اینکه با فضا زمان آمیخت….قبول این چنین مسائلی بسیار سخت خواهد بود چون انصافاَ صد سال روی مغز بشریت جا انداخته و کنار گذاشتن نسبیت کار شاقی خواهد بود….اما روزی این کار محقق خواهد شد…ببخشید پر حرفی کردم
ممنون از توضیحات خوبتون دوست خوبم، اما نظریه ای مثل نسبیت عام رو نمیشه به این راحتی کنار گذاشت، فقط به یه دلیل محکم: مشاهدات تجربی! همون طور که چندهفته ی پیش هم به دنبال مشاهده ی امواج گرانشی توسط لایگو، این نظریه محکم تر هم شد. بشر در طول تاریخ علم، همیشه مدل ها و نظریه هاش رو با شواهد تجربی محک زده و اگرچه معلوم نیست در آینده، نظریه ی دیگه ای جایگزین نسبیت بشه، اما چیزی که در حال حاضر واضحه اینه که نسبیت و شواهد تجربی، سازگاری دارن
در کل نسبیت عام نمیتونه منشاَ و ماهیت گرانش رو و عامیانه تر بگم جنس و ساختار گرانش رو توضیح بده….و چون از زیر بار جواب دادن به این سوال بر نمیاد پناه برده به اعوجاج و خمش و تاب خوردن انحنا و از این دست مسائل….اما اینها جواب نیست….در درستی امواج گرانشی هم شکی نیست….و در صحتش … اما بحث ساختاری امواجه…نه اینکه فضا زمان انحنا درش ایجاد بشه و بصورت موج گسیل بشه….یک زمانی همون اوایل ایجاد این نظریه این نظریه نسبیت یکی از بخشهای و بحثهای ریاضی بود..اما بعداَ به فیزیک اضافه کردن…..در نسبیت بیشتر وزنه هم روی ریاضی هست….و محور اصلی بر روی ریاضیات می چرخه…این برای مباحث فیزیکی مضره…که یک علم دیگر از مرزهای خودش پا فراتر بذاره و در علمی دیگر دخالت و تسلط داشته باشه…قصه نسبیت این چنین قصه ای هست….باز مرسی از شما و سایتتون…ببخشید
در مورد سازگاری مشاهدات هم توضیح خواهم داد که چرا مشاهدات با نسبیت سازگاری داره…اما این دلیل نمیشه بر صحت نسبیت….
سلام و درود
یک جمله از ریچارد فاینمن برای همین صحبت شما کافی خواهد بود .
: مهم نیست که نظریه ی شما چقدر زیبا باشد مهم نیست که ارائه دهنده ی آن چقدر باهوش باشد ، حتی مهم نیست که نام او چیست! اگر با شواهد همراه باشد قطعا درست است و بلعکس !
سلام دکتر و ممنون از توضیحات خوبتون والبته مقالات عالی سایت باید گفت درسته که نسبیت زمان زیادی ازش گذشته اما بنظر من نمیشه اونو کنار گذاشت به اسونی باید قبولکرد که نسبیت تا الان به خیلی از سوالات جواب درست داده و با مشاهدات همخوانی داشته پس نمیشه ازش چشم پوشی کرد کاری که بنظر میرسه باید انجام داد اینه که از طریق کوانتوم بفهمیم چی شد که نسبیت داره درست پیشبینی میکنه درواقع ما باید برای دلیل وجود نیروها در سطح بزرگ هستی و خیلی مسائل دیگه که نسبیت پاسخهای خوبی بهش داده از طریق کوانتوم دنبالش بگردیم درواقع نسبیت اومد کمی جلوتر حرکت کرد و به پشت سرش کاری نداشت و این یک کم کاری برای نسبیت بود اما این مفهوم باعث نمیشه ما نسبیتوو کنار بذاریم مثل قوانین نیوتن که در فیزیک کلاسیک هنوزهم درسته وما ازش استفاده میکنیم ببخشید زیاد حرف زدم
سپاسگزارم دوست خوبم.
با سلام ممنون میشم اگه در حوزه علوم شناختی در کوانتوم سایبر اطلاعات و یا مقاله ای دارید برایم ارسال فرمایید. در ضمن از سایت پرمحتواتون هم قدردانی می گردد
سلام
روانشناسی ، فیزیک کوانتوم و کهکشان ها …
خوندن و تصور کردن و بیشتر و بیشتر نفهمیدن
خیلی خیلی لذت داره
هرچی جلوتر میرم بیشتر نمی فهمم
هیچ بزرگ
درخشش ابدی ذهن کنجکاو
خسته نباشید
ممنون
با سلام ممنون از مطالب خوب و مفیدتر
بنده روی یک ایده کار می کنم که فضا مانند زمان معلول ح
حرکت است به نظر شما در حالت کلی این ایده درست
است و قبلا کاری در این مورد انجام شده است؟
با تشکر
سلام
من متوجه نشدم چطور این نظریه به وجود اومدن فضا و زمان رو در ابعاد کوانتومی توجیه میکنه؟چطور اثبات نظریه همه چیز میتونه بوجود اومدن فضا و زمان رو توجیه کنه؟اونطور که من برداشت کردم عنوان این مقاله با متنش منطبق نیست ولی به هرحال خیلی ممنون بابت مطالب مفیدی که ارائه کردید.
سلام و سپاس برای این مطالب الهام بخش و عمیق تون. بنده در حال تحقیق روی تئوری جدیدی در حوزه سازمان و کسب و کارها هستم. هدف ایجاد یک نظریه جدید جهت کنترل و اداره کلیه ابعاد سازمان از بالاترین سطوح یعنی رسالت، ماموریت و چشم انداز ،سامانه های الکترونیکی ، استراتژی ها، ساختار و ئتشکیلات تا کوچکترین واحد سازنده سازمانی یعنی داده هستم . هدف تعریف فضایی برای سازمان هاست که این بزرگترین اجزا تا کوچکترین آن روابطشان با هم مشخص گردد . از سوی دیگر بر مبنای اصل عدم قطعیت، کل ساختار از بالا تا پایین بگونه سازماندهی گردد که در صورت بروز کوچکترین تغییرات ،حتی در کوچکترین ذرات یعنی داده، بموقع نسبت به آماده سازی کل سازمان برای مقابله یا همراهی با آن تغییرات آگاه و آماده شود. در این میان ممکن است حتی تغییر در کوچکترین ذره سازمان یعنی داده سازمان، منجر به ایجاد تحول در کل ساختار و پیکر سازمان گردد و بر عکسش نیز ممکن. لذا نیاز به فرمول ریاضی دارم که کلیت سازمان و ذرات سازمان را تابع هم در نظر بگیرد . در نظریات سنتی سازمان ، همواره اجزا تابع کل هستند ولی در این نظریه بر عکس آن نیز ممکن است. خواهشمند است در صورت امکان راهنمایی بفرمایید.
سلام خیلی ممنون از مطالب مفیدتون خواستم بدونم تحصیل در رشته فیزیک در ایران آینده شغلی داره؟
من خودم خیلی علاقه دارم بهش
بعد راجب اون فرفره بالا که می‌چرخه خب خیلی سادس شما از یه جسم دو بعدی استفاده میکنید
و سه بعدی در میاد
چونکه
وقتی سه بعدی میشه که زمان به گذشت باز کرد یعنی اینکه
فرفره داره هم زمان حال کنترل میکنه هم گذشترو و شکل و ظاهرش رو ۳ بعدی میکنه
سلام خانم دکتر،ممنون از توضیح خوبتون،لطفا میشه دررابطه با عالم‌های نامتناهی با استفاده از نظر یه کوانتوم توضیحی ارائه بفرمایید؟
به نظرمن بخشی از واقعیت کشف شده وبخش دیگر ان به علت ناتوانی بشر در ازمایشات عملی و ….به دلایل مختلف منتفی وبه بود یا نبود تقسیم گردیده است بطور مثال پلانک در یک دستگاه خاص برای کمیتهایی مثل جرم.طول.زمان.حرارت واحدهایی بر اساس ثابتهای گرانش وسرعت نوروثابت پلانک مشخص کرده وهمچنین مثلا عنوان کرده که زمان یک پدیده کوانتومی است وباید ضریب صحیحی از زمان پلانک که چیزی حدود۱۰به توان-۴۴است تشکیل یابد یعنی زمانهایی که بین دو زمان پلانک واقع شده اند یا بی ارزش اند ومعنی ندارند ویا وجود ندارند شاید استفاده از چنین مدلهایی منجر به حل بر خی مسایل گردد .
سلام و وقت بخیر میخواستم بپرسم آیا تو قسمت های مختلف فضا مثلا سیاره ی x و y بخواهیم فضا و زمان رو برسی کنیم تو هر دو فضا و زمان مساوی میان یا به عبارتی سرعت موج تو این دوتا سیاره که هزار سال نوری با هم فاصله داره به یک اتدازه هست
سلام
بنده میخوام مقاله بنویسم به نظر شما ان را به چه نشریه ای ارسال کنم که چاپ بشه و ایا در نشریه های ایرانی ارسال کنم یا خارجی لطفا راهنمایی کنید باتشکر
اگر فضا داری سه بعد است زمان نیز سه بعد گذشته و حال و آینده است. در واقع فضا-زمان دو دنیای در هم تنیده و هر کدام دارای سه یعد است. فضا-زمان مانند انرژی بصور را کوانتومی است. کوانتوم فضا طول پلانک و کوانتوم زمان، زمان پلانک است.