نوشته شده توسط تحریریه‌ی بیگ بنگ در تاریخ ۱۳۹۵/۰۱/۰۷
فیزیک بدون شک علمی شگفت‌انگیز است. ذراتی که وجود ندارند در احتمالات به حساب می‌آیند و زمان، متناسب با سرعتِ حرکت شییٔ تغییر می‌کند، در معمای گربه‌ی شرودینگر تا زمانی که شما درب جعبه را باز نکنید، گربه‌ی درون جعبه هم زنده است، هم مرده! نشریه‌ی تلگراف، ۱۰ پدیده‌ی عجیب از علم فیزیک را با کمک تعدادی از کاربران توئیتر و کیهان‌شناسی به نام «مارکوس چاون» ارائه کرده است که در این مقاله می‌توانید مطالعه کنید:
خورشید می‌توانست از موز ساخته شده باشد!
خورشید بسیار پرحرارت است زیرا وزن چند میلیارد میلیارد میلیارد تنیِ آن گرانش عظیمی به وجود می‌آورد که در نتیجه هسته‌ی ستاره را تحت فشار غیرقابل تصوری گذاشته و در نتیجه فشارِ بالا حرارتِ فوق‌العاده تولید می‌کند. در صورتی که به جای گاز هیدروژن از میلیاردها میلیارد میلیارد تن موز استفاده می‌شد نیز همان میزان فشار و در نتیجه همان مقدار حرارت در خورشید به وجود می‌آمد. با این حال با افزایش حرارت، اتم‌ها با بخش‌های مختلف ساختار ستاره‌ای برخورد کرده و انرژی اتمی را به وجود می‌آورند که در اینجا تفاوت میان حضور هیدروژن و موز در ساختار خورشید آشکار خواهد شد.
تمام ماده ای که نسل بشر را به وجود آورده، در یک حبه قند جا می‌گیرد!
در اتم‌ها، ۹۹٫۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹ درصد فضا، خالی است و به همین دلیل در صورتی که تمامیِ اتم‌ها را به گونه‌ای به هم بفشاریم که فضای خالیِ میان آنها از بین برود، یک قاشق چایخوری یا حجمی برابر یک حبه قند از این ماده حدود پنج میلیارد تن وزن خواهد داشت؛ وزنی ۱۰ برابر مجموع وزن تمامی انسان‌هایی که در حال حاضر در جهان حضور دارند. این در واقع همان پدیده‌ای است که در ستاره‌های نوترونی رخ می‌دهد و وزن آنها را تا حد غیرقابل باوری افزایش می‌دهد.
آینده می تواند گذشته را تغییر دهد!
شگفتی جهان کوانتوم به اثبات رسیده است. آزمایش دو شکاف که نور را در دو حالت موج و ذره به اثبات می‌رساند به اندازه‌ی کافی عجیب و غیرقابل تصور است به‌خصوص زمانی که اعلام شود مشاهده‌ی نور می‌تواند آن را از موج به ذره یا برعکس تبدیل کند. اما پدیده‌های عجیب‌ترِ این جهان پس از آزمایش «جان ویلر» فیزیکدان در سال ۱۹۷۸ خود را نمایان کرد. آزمایشِ وی نشان داد مشاهده‌ی یک ذره در زمانِ حاضر می‌تواند سرنوشت ذره‌ی مشابه دیگری در گذشته را متحول سازد.
طبق آزمایش دو شکاف در صورتی که هر یک از پرتوهای نوریِ خارج شده از یکی از شکاف‌های صفحه‌ی آزمایش را مشاهده کنید، در واقع پرتو را مجبور کرده‌اید خصوصیات ذره‌ای به خود بگیرد و اگر به هدف برخوردِ پرتو چشم بدوزید خصوصیتِ موج‌گونه به پرتوِ نور بخشیده‌اید. اما در صورتی که پس از عبور پرتو نور از شکاف به مسیری که از آن ناشی شده است، چشم بدوزید آنگاه است که پرتو نور می‌تواند در هر دو حالت شکل بگیرد. به بیانی دیگر زمانِ حال بر گذشته‌ی پرتوِ نوری تاثیر گذاشته است. این آزمایش در آزمایشگاه تنها چندصدهزارمِ ثانیه به طول می‌انجامد، اما در مشاهده‌ی نورهای ناشی از ستاره‌های دوردست نیز صدق می‌کند. در واقع مشاهده‌ی اکنونِ ستاره‌های دوردست می‌تواند گذشته‌ی چندهزار یا میلیون ساله‌ی آنها را تغییر دهد.
تقریباً همه‌ی جهان گم شده است!
می‌توان به جرأت گفت حدود ۱۰۰ میلیارد کهکشان در جهان هستی وجود دارد که هر یک از آنها از ۱۰ میلیون تا ۱۰ تریلیون ستاره را در خود گنجانده‌اند. خورشیدِ ما در مقایسه با این ستاره‌ها یکی از کوچک‌ترین و ضعیف‌ترین ستاره‌ها به‌شمار می‌رود و حتی می‌توان نام کوتوله‌ی زرد رنگ را روی آن گذاشت. در واقع در جهان هستی مقادیر ترسناک و عظیمی از ماده‌ی مرئی وجود دارد که انسان تنها قادر به مشاهده‌ی دو درصد از آن است.
وجود این مقدار ماده به دلیل نیروی گرانش آنها پیش‌بینی می‌شود و ماده‌ی تاریک نیز که مقدار آن شش برابر جرم ماده‌ی مرئی تخمین زده می‌شود بخش نامرئی جهان را تشکیل داده است. وجود انرژی تاریک به عنوان بخشی دیگر از جهان که در واقع مابقیِ جهان را تشکیل داده، موضوع را پیچیده‌تر خواهد کرد. این نوع انرژی با انبساط سریع جهان در ارتباط است و به همراه ماده‌ی تاریک همچنان ناشناخته باقی مانده است.
نور همیشه بسیار سریع حرکت نمی‌کند!
سرعت نور در خلا ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه است با این حال نور همیشه در خلأ حرکت نمی‌کند. برای مثال نور در آب با سرعتی یک سوم سرعتِ گفته شده حرکت می‌کند. در واکنش‌های اتمی برخی از ذرات به سرعت‌های بسیار بالایی دست پیدا می‌کنند که بخشی از سرعت نور است و در صورتی که از میان رابطی که سرعت نور را خواهد کاست عبور کنند، در واقع می‌توانند سریع‌تر از نور حرکت کنند.
چنین پدیده‌ای درخششی آبی‌رنگ از خود به وجود می‌آورد که به «تابش چرنکوف» شهرت دارد و با بمب‌های صوتی قابل مقایسه است. کمترین سرعتی که تاکنون برای نور به ثبت رسیده است ۱۷ متر بر ثانیه بوده که به واسطه‌ی عبور از میان روبیدیوم منجمد با حرارتی برابر صفر مطلق ایجاد شده است. این ماده در این حرارت در حالتی به نام چگالش بوز-اینشتین قرار دارد.
سیاهچاله‌ها سیاه نیستند
به طور حتم سیاهچاله‌ها بسیار تاریکند اما سیاه نیستند، زیرا این پدیده‌ها درخشان بوده و به آرامی نورِ خود را در تمامی طیف‌های نوری از جمله نور مرئی به اطراف منتشر می‌کنند. این تشعشعات که «تابش هاوکینگ» نام دارد، جِرم سیاهچاله‌ها را به تدریج کاهش داده و با از دست دادن منبع جرم سیاهچاله‌ها تبخیر و در نتیجه باعث تابش می‌شود. (البته تاکنون هیچ تابش هاوکینگی از سیاهچاله‌ها مشاهده نشده، به ماده‌ی درخشانی که با فشار از سیاهچاله به بیرون پرتاب می‌شود، تابش پرتو ایکس سیاهچاله می‌گویند و ارتباطی به تابش هاوکینگ ندارد) سیاهچاله‌های کوچک در مقایسه با جرم‌شان و نسبت به سیاهچاله‌های بزرگ‌تر با سرعتی بالاتر از خود نور منتشر می‌کنند و بر همین اساس در صورتی که برخورد دهنده بزرگ هادرون بر اساس برخی نظریه‌ها از خود میکروسیاهچاله‌هایی تولید کند، آنها به سرعت تبخیر خواهند شد و دانشمندان پس از آن قادر خواهند بود بقایای تابش‌های آنها را مشاهده کنند.
تعداد نامحدودی نویسنده مطلب را نوشته و تعداد نامحدودی خواننده آن را می‌خوانند
براساس مدلهای استاندارد کیهان‌شناسی جهان مرئی با تمامی میلیاردها کهکشان و تریلیون تریلیون ستاره‌هایش تنها یکی از بی‌نهایت جهانهایی است که مانند حباب‌های صابون در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. به دلیل بی‌نهایت بودن آنها می‌توان هر تاریخچه‌ی ممکنی را برایشان در نظر گرفت. اما تعداد تاریخچه‌های ممکن برای این جهان‌ها متناهی است زیرا تعداد محدودی پدیده و تعداد محدودی نتیجه در بر داشته‌اند.
تعداد این پدیده‌ها بسیار زیاد اما متناهی است، پس همین پدیده عینی و کنونی که نویسنده‌ی این مطلب نوشته و شما آن را می‌خوانید، باید بی‌نهایت بار در زمان رخ داده باشد. شگفت‌انگیزتر از آن این است که بدانیم نزدیک‌ترین همتای ما در چه فاصله‌ای از ما قرار گرفته است. این فاصله عددی برابر ۱۰ به توان ۱۰ به توان ۲۸ متر تخمین زده شده که در صورت علاقه‌مندی به محاسبه‌ی آن می‌توانید از عدد یک و ۱۰ میلیارد میلیارد میلیارد صفر در برابر آن استفاده کنید.
توصیف بنیادین کیهان؛ گذشته، حال و آینده را توضیح نمی‌دهد!
براساس نظریه‌ی نسبیت خاص، چیزی به نام اکنون، گذشته یا آینده وجود ندارد و قالب‌های زمانی به یکدیگر وابسته‌اند زیرا همه‌ی هستی در سرعتی برابر در حرکت است. در صورتی که انسان با سرعتی کاملاً متفاوت در حرکت بود شاهد پیر شدنِ زودهنگامِ یکی از نزدیکان یا دیر پیر شدنِ وی نسبت به دیگران می‌بود.
ذره می‌تواند به صورت آنی روی ذره‌ای در آن طرفِ جهان تأثیر بگذارد!
زمانی که یک الکترون با همتای پادماده‌ی خود یا پوزیترون روبرو می‌شود، هر دو در درخشش کوچکی از انرژی خنثی شده و دو فوتون از این برخورد متولد می‌شود. ذرات زیراتمی مانند فوتون‌ها یا کوارک‌ها یک ویژگی به نام اسپین دارند که به مفهوم چرخش است. این ذرات در واقع حرکت چرخشی ندارند، اما به گونه‌ای رفتار می‌کنند که انگار در حال چرخشند. جهت اسپین فوتون‌ها در زمان تولد در برابر یکدیگر است و در نتیجه خنثی می‌شوند.
با توجه به رفتارهای غیرقابل پیش‌بینی ذراتِ کوانتومی، گفتنِ اینکه کدام فوتون در مسیر چپ‌گرد و کدامیک در مسیرِ راست‌گرد حرکت خواهد داشت، غیرممکن است و در واقع تا زمانی که یکی از آنها مشاهده نشود، هر دو در هر دو جهت حرکت خواهند داشت اما به محض اینکه یکی از آنها مشاهده شود جهت راست یا چپ‌گرد را به خود گرفته و به هر جهتی که حرکت کند، همتایش در مسیر متضاد آن حرکت خواهد کرد. این واقعیتی است که فارغ از فاصله دو ذره‌ی درهم تنیده بطور آنی این تأثیرِ متقابل را از هم می‌گیرند و در آزمایش‌های زیادی نیز به اثبات رسیده است. [شگفتی‌های دنیای کوانتوم: درهم تنیدگی کوانتومی]
هرچه سریع‌تر حرکت کنید سنگین‌تر می‌شوید
در صورتی که بسیار سریع بدوید به صورت لحظهای و نه دائم، سنگین‌وزن خواهید شد. سرعت نور مرزِ سرعت در جهان است، در این صورت زمانی که جسمی با سرعتی نزدیک به نور در حرکت است و شما به آن نیرویی وارد کنید، به سرعتِ آن نخواهید افزود بلکه تنها به آن انرژیِ اضافی وارد کرده‌اید که این انرژی باید در جایی قرار بگیرد. بهترین مکان برای قرارگیریِ این انرژی جرم جسم است. براساس قانون نسبیت جرم و انرژی با یکدیگر برابرند پس هر چه انرژیِ وارد شده بیشتر باشد، جرم افزایش پیدا خواهد کرد. البته این افزایشِ وزن در انسان قابل چشم‌پوشی بوده و در عین حال غیرقابل انکار است.
منبع: سایت علمی بیگ بنگ