سیاه‌چاله‌ها در نظریه، نتیجه‌ای از نسبیت عام آینشتاین هستند. وقتی که ستاره‌ای جرمی حداقل ۴ برابر خورشید سنگین‌تر داشته باشد، بعد از اتمام سوخت هسته‌ای خود تعادل گرانشی (جاذبه به سمت هسته ستاره)، و نیروی بُرونده‌ (Outward) انرژیِ تولید شده در همان هسته‌ی تولید کننده‌ی سوخت ستاره، به هم می‌خورد، و گرانش بر آن نیروی در حال خاموشی غلبه می‌کند، و در نهایت ستاره در خود فرو‌می‌ریزد. این فرویزش یا رُمبش، با این حداقل مقدار جرم، به جسمی عجیب تبدیل می‌شود به نام سیاه چاله، که هنوز حتی ابعاد و ویژگی‌های فرضی آن‌ها درک نشده، ولی می‌دانیم شروع به بلعیدن تمام ماده‌ای می‌کنند که در اطرافشان و تحت نفوذ گرانش بسیار نیرومند آنهاست. در مورد ابعاد کوچک چطور؟ آیا در ابعاد ریز به معنای دنیای کوانتمی هم چنین اتفاقی می‌افتد؟ ادامه مطلب …

اولین بار فیزیکدان بزرگ نظری اتریشی ولفگانگ پاؤلی (Wolfgang Pauli) در اوایل قرن بیستم دهه‌ی ۳۰ با استفاده از یک قانون همه در فیزیک به‌نام مقال تکانه (اندازه حرکت) انرژی، و اندازه حرکت زاویه کوانتمی (اسپین) در یک واپاشی [بتا] حدس زد که ذره‌ای خنثی که در ان زمان نوترون فرض کرده بود وجود دارد. نوترون که از پروتون و الکترون تشکیل شده، بار الکتریکی خنثی دارد. نوترون را ریچارد چادویک کشف کرد که به اشتباه جایزه‌ی نوبل شیمی به وی داده شد! ادامه مطلب …

مروری تاریخی بر نسبیت عام و نتایج آن

صد سال پیش همین روزها که این مطلب را برای شما می‌نویسم آلبرت آینشتاین بنا به علاقه‌اش در فیزیک نظری و آزمایشی انتزاعی، با کمک ریاضی‌دانان بزرگ آن زمان و اتکا به کارهای بزرگانی چون جیمز کلارک ماکسول، دو نظریه‌ی بسیار مهم را وارد فیزیک کرد و دیدگاه ما نسبت به آنچه در طبیعت اتفاق می‌افتد، کاملاً عوض شد. «نظریه‌ی نسبیتِ خاص» که برآن است، نور، سرعت ثابتی دارد و در تمام عالم قوانین فیزیک یکسان رفتار می‌کنند. ولی این فقط مبنای فرض اولیه بود. بنابر نظریه‌ی نسبیت خاص، اجسام در انرژی‌های بالاتر، رفتاری متفاوت نسبت به حالت انرژی‌های پایین دارند که هر روز در زندگی روزمره تجربه می‌کنیم. قبلاً فیزیک نیوتنی و نظریه‌ی میدان‌های کلاسیک با ایده‌های قدیمی و انرژی‌های پایین قالب بود. ولی یادمان باشد که بسیاری از تجربیات زندگی روزمره به معنای کلاسیکی بودن قوانین حاکم بر پدیده هایی نیستند که می‌بینیم و حس می‌کنیم. فیزیکدانان تصور می‌کردند، به‌زودی به یک نظریه‌ کامل کلاسیک دست می‌یابند که قوانین حاکم بر عالم را توصیف می‌کند. ولی ذهن خلاق و عمیق آینشتاین، ناگاه دنیای فیزیک را متحول کرد.

ادامه مطلب …