🎥 قوانین طبیعت از کجا آمده‌اند؟گفتگوی رابرت لارنسکُن با فریمن دایسون@cosmos_physics

برندگان جایزه فیلدز ۲۰۲۶کنگره بین‌المللی ریاضیدانان، امسال در فیلادلفیا، نام چهار ریاضیدان برتر جهان را به عنوان دریافت‌کنندگان مدال فیلدز معرفی کرد: یو دنگ (Yu Deng) – دانشگاه شیکاگو جان پاردون (John Pardon) – دانشگاه استونی بروک هونگ وانگ (Hong Wang) – مؤسسه IHES و دانشگاه NYU جیکوب تسیمرمن (Jacob Tsimerman) – دانشگاه تورنتواز میان این چهار نام، دو برنده کارهایی انجام داده‌اند که مستقیماً با فیزیک نظری گره خورده است:۱) یو دنگ؛ از برخورد اتم‌ها تا معادله بولتزمناگر یک گاز را درون ظرفی محبوس کنید، رفتار آن در مقیاس ماکروسکوپی با معادله بولتزمن توصیف می‌شود. این معادله در قرن نوزدهم بر اساس آمار و احتمال فرموله شد و توانست دما، فشار و انتقال گرما را در گازها توضیح دهد. اما پرسش بنیادین این بود: آیا می‌توان این معادله را مستقیماً از قوانین مکانیک نیوتنی برای تک‌تک ذرات به دست آورد؟این مسئله که به مسئله ششم هیلبرت معروف است، بیش از یک قرن ذهن ریاضیدانان را به خود مشغول کرده بود.یو دنگ و همکارانش با ابداع روش‌های کاملاً جدیدی در آنالیز ریاضی، سرانجام ثابت کردند که معادله بولتزمن را می‌توان به‌طور کامل از برخورد گوی‌های سخت (مدل ساده‌شده اتم‌ها) استنتاج کرد و این استنتاج برای همه لحظات زمان معتبر است.۲) جان پاردون؛ شمارش منحنی‌ها و نظریه ریسمانکار جان پاردون در هندسه همدوس (Symplectic Geometry) است. این شاخه از هندسه، زبان ریاضی مکانیک کلاسیک و نیز نظریه ریسمان است. پاردون موفق شد حدس MNOP را اثبات کند؛ حدسی که به شمارش تعداد منحنی‌های جبری روی فضاهای خاصی به نام خمینه‌های کالابی-یائو می‌پردازد. این خمینه‌ها همان فضاهای شش‌بعدی پنهانی هستند که در نظریه ریسمان برای فشرده‌سازی ابعاد اضافی به کار می‌روند.شمارش این منحنی‌ها، در فیزیک نظری مستقیماً با شمارش حالت‌های BPS مرتبط است. حالت‌های BPS، ذرات بنیادی خاصی هستند که نقش کلیدی در درک سیاه‌چاله‌های میکروسکوپی و دوگانی‌های نظریه ریسمان دارند.@cosmos_physics

کشف ستاره‌ای که نسبیت اینشتین را به چالش می‌کشدستاره‌شناسان با شناسایی ستارهٔ S301 در مرکز کهکشان، به یک آزمایشگاه طبیعی برای سنجش مرزهای گرانش دست یافته‌اند. این ستاره با مداری بیضوی و فوق العاده کشیده، هر ۸.۷ سال یک بار تا فاصلهٔ تنها ۱۴۰ شعاع افق رویداد سیاه چالهٔ کلان‌جرم *Sag A نزدیک می‌شود و سرعتی بیش از ۸ درصد نور پیدا می‌کند.چنین شرایط افراطی، اثرات نسبیتی آشکاری به جا می‌گذارد: پیشروی حضیض مدار این ستاره در هر دور ۲ درجه است، در حالی که همین اثر برای عطارد تنها کسری از درجه در هر قرن محاسبه می‌شود. اما فراتر از تأیید نسبیت عام، همین شدت میدان گرانشی و سرعت بالا، بستری برای به چالش کشیدن خود نسبیت فراهم آورده است؛ زیرا در این مرتبه از دقت، اثرات ثانویه‌ای مانند انتقال‌به‌سرخ گرانشی و برهم‌کنش چرخش سیاه‌چاله با ستاره نمود پیدا می‌کنند که می‌توانند انحرافات ظریف مدل‌های جایگزین گرانش (نظریه‌های کوانتومی-گرانشی) را آشکار کنند.با وجود اینکه رصد طیفی این ستاره به دلیل غبار مرکزی کهکشان و فروسرخ‌ بودن نور آن همچنان دشوار است، تلسکوپ‌های آینده مانند GMT قدرت تفکیک لازم برای اندازه‌گیری اثرات مرتبهٔ دوم و سوم را خواهند داشت. پژوهشگران معتقدند که S301 نه فقط نسبیت عام را می‌سنجد، بلکه ممکن است اولین سرنخ‌ها از شکاف‌های آن را نیز در اختیار ما بگذارد.اگر چنین شکاف‌هایی وجود داشته باشند. تنها زمان، پاسخ‌گوی این پرسش بنیادین خواهد بود.لینک خبر@cosmos_physics

شاید تا نیم‌قرن دیگر، کارهای من کاملاً به دست فراموشی سپرده شوند. آمال کومار رایچادوری اثری که او نگران فراموش‌شدنش بود، معادله رایچادوری (Raychaudhuri equation) نام داشت؛ مقاله‌ای که در ۱۹۵۵ در نشریه Physical Review منتشر شد و سرنوشتی متفاوت با پیش‌بینی بدبینانه خالقش پیدا کرد.این معادله بعدها به یکی از کلیدی‌ترین ابزارهای ریاضی در اثبات قضایای تکینگی پنروز-هاوکینگ تبدیل شد. کار بزرگ رایچادوری به فیزیک‌دانان کمک کرد تا بطور دقیق درک کنند که چگونه در چارچوب نسبیت عام، گرانش می‌تواند مسیر ماده و نور را کانونی کرده و آن‌ها را به سمت نقاط تکینگی همگرا کند.رایچادوری این پژوهش بنیادی را در کلکته و تحت شرایط بسیار سختی انجام داد. حتی تثبیت موقعیت شغلی او مشروط به این بود که صرفاً روی مسائل پیشنهادی اساتید ارشد کار کند؛ اما او با پشتکار و اشتیاق، در مسیر مورد علاقه‌اش یعنی نسبیت عام قدم برداشت و یکی از مهمترین معادلات فیزیک نظری را صورت‌بندی کرد.طنز ظریف و زیبای تاریخ اینجاست: اثری که او می‌ترسید روزی در غبار زمان محو شود، امروز به بخشی جدایی‌ناپذیر از دستور زبان نسبیت مدرن تبدیل شده است.@cosmos_physics

کیهانشناسی کوانتومی (quantum cosmology)Creadit by: closer to truth«کوانتوم» نظریه‌ای درباره‌ی چیزهای فوق‌العاده ریز و «کیهان‌شناسی» هم درباره‌ی مطالعه‌ی چیزهای فوق‌العاده بزرگه. این دو تا جالب‌تر می‌شن وقتی به ابتدای جهان نگاه می‌کنیم؛ زمانی که کل جهان از کوچک‌ترین ذره هم کوچیک‌تر بوده! حالا اینکه بگیم «جهان یک تابع موج کوانتومی داره» اصلا یعنی‌چی؟ و ویژگی‌های کوانتومیِ فضا-زمان چه‌چیزی هستن؟.لورا مرسینی هاتن، کیهان‌شناس و فیزیکدان نظری.Channel: @physic_factBot: @physics_sedighi_bot

🎥 ادوارد ویتن، فیزیکدان آمریکایی، توضیح می‌دهد که چرا تنها پس از کارهای اینشتین بود که ما به طور کامل دلیل قانون عکس مجذور گرانش را درک کردیم، و اینکه چرا این توان دقیقاً عدد ۲ (مربع) است، نه یک عدد اعشاری دلخواه.@cosmos_physics

یکی از پیش‌بینی‌های عجیب گرانش اینشتین این است که جرمِ در حال حرکت می‌تواند چیزی شبیه به میدان مغناطیسی ایجاد کند.در تقریب میدان ضعیفِ نسبیت عام، جریان‌های جرم (Mass Currents) یک میدان «گراویتو‌مغناطیسی» (Gravitomagnetic Field) تولید می‌کنند، درست مانند اینکه جریان‌های الکتریکی میدان مغناطیسی ایجاد می‌کنند.این اثر فوق‌العاده کوچک است، اما در اطراف زمین اندازه‌گیری شده است. نمونهٔ آن «کشش چارچوب» یا Frame Dragging است که در آن چرخش زمین، فضازمان اطراف خود را اندکی می‌پیچاند.بنابراین گرانش فقط کشش جرم‌ها به سوی یکدیگر نیست. هنگامی که ماده حرکت می‌کند، فضازمان به شکلی واکنش نشان می‌دهد که رفتار آن تا حدی شبیه الکترومغناطیس است و تصویری عمیق‌تر و پویاتر از جهان را آشکار می‌کند.در سال ۱۹۱۸ جوزف لنز و هانس تیرینگ گراویتومغناطیس را بعنوان نتیجه معادلات میدان گرانش اینشتین بدست آوردند .  البته اثر لنز تیرینگ برای سیاره ها بسیار کم است ، اما برای سیاهچاله های چرخان kerr black holes میدان گراویتومغناطیس بسیار قوی هست.@cosmos_physics