هیچ چیز، وجود ندارد؛ در عوض، کف کوانتومی وجود دارد
آیا پیدایش جهان از هیچ چیز، حقیقی است؟
آیا اساسا هیچ چیزهست تا جهان از آن، ایجاد شده باشد؟
وقتی اصل عدم قطعیت را با معادله ی معروف انیشتین ترکیب می کنید، نتیجه ی شگفت انگیزی می گیرید: ذرات، می توانند از هیچ، آمده باشند!
مفهوم هیچ برای هزاران سال، توسط دانشمندان و فیلسوفان، مورد بحث بوده است. حتی اگر ظرف خالی از همه ی ماده را بردارید و آن را تا صفر مطلق، خنک کنید، باز هم چیزی در ظرف وجود دارد. آن چیز، فوم کوانتومی نامیده می شود و نشان دهنده ی ذراتی است که به درون وجود و خارج از وجود، چشمک می زنند.
هیچ چیه؟ این سؤالی است که فیلسوفان را از زمان یونان باستان- که در مورد ماهیت خلأ بحث می کردند- آزار می داد. آنها بحثهای طولانی داشتند و سعی میکردند بفهمند که آیا هیچ چیز، چیزی هست یا نه؟
در حالی که جنبههای فلسفی این سؤال تا حدی جالب است، یکی از مسائلی است که جامعه علمی هم، به آن پرداخته است. (دکتر اتان سیگل از Big Think مقاله ای دارد که چهار تعریف از «هیچ» را توضیح می دهد.)
چیزی نیست واقعا!؟
چه میشود اگر دانشمندان ظرفی را بردارند و تمام هوا را از آن خارج کنند و یک خلاء ایدهآل ایجاد کنند که کاملاً فاقد ماده است؟ حذف ماده به این معنی است که انرژی، باقی می ماند. تقریباً به همان روشی که انرژی خورشید می تواند از طریق فضای خالی به زمین برسد، گرمای خارج از ظرف نیز به داخل ظرف تابش می کند. بنابراین، ظرف واقعاً خالی نخواهد بود.
با این حال، چه میشود اگر دانشمندان ظرف را تا پایینترین دمای ممکن (صفر مطلق) خنک کنند، بنابراین آیا اصلاً انرژی تابیده نمیشود؟ علاوه بر این، فرض کنید که دانشمندان از ظرف محافظت کنند تا هیچ انرژی یا تشعشع خارجی نتواند به آن نفوذ کند. در ای صورت، مطلقاً هیچ چیز در داخل ظرف وجود نخواهد داشت، درست است؟
اینجاست که همه چیز خلاف عقل می شود و معلوم می شود که هیچ چیز، هیچ نیست!
ماهیت هیچ
قوانین مکانیک کوانتوم، گیج کننده است و پیش بینی می کند که ذرات، امواج هستند مگر وقتی ناظری هوشمند، آن را مشاهده کند و گربه ها به طور همزمان زنده و مرده اند. یعنی همه چیز، همزمان موجی است که بین بودن ونبودن نوسان می کند تا زمانی که به وسیله ی ناظری هوشمند مشاهده شود.
منظور از هوش در اینجا صرفا هوش مادی نیست بلکه اگر هوش مادی و مشاهده ی با چشم بیان میشود، فقط برای نزدیک کردن مطلب به ذهن است و هوش، بر اساس اصل بازخورد در جهت مشاهده ی دقیقتر و کامل تر در سیستم ها برای پیروز شدن در انتخاب، همیشه در سطحی بالاتر از آن چیزی قرار میگیرد که مشاهده میشود.
از گیج کننده ترین اصول کوانتومی، اصل عدم قطعیت هایزنبرگ نام دارد که معمولاً به این صورت توضیح داده می شود که شما نمی توانید به طور همزمان مکان و حرکت یک ذره ی زیر اتمی را کاملاً اندازه گیری کنید. برای مشاهده ی دقیق یک ذره، لازم است بسیار به آن نزدیک شویم و این، نیازمند پرتویی با طول موج بسیار پایین با انرژی فراوان است و چنین پرتوی پر انرژی ای، تکانه ی ناظر و ذره را تغییر خواهد داد.
در تعبیری دیگر هر چقدر هم ناظر، به ذره نزدیک گردد، هنوز فاصله ای میان آن دو باقی است و ناظر از بیرون ذره بر آن می نگرد و طبیعت ذره- آنطور که در درون خود ذره میگذرد- از نگاه او پنهان است. اگر فاصله میان این دو کاملا از میان برود و هر دو یکی شود در اینجا درک کاملی از ذره به دلیل محو شدن ناظر در آن، حاصل میشود ولی تا زمانی که ناظر هست و ذره هم هست و این دو در هم نیامیخته اند، فاصله ای هر چند بسیار اندک در میان آنها باقی می ماند. این تمایز، ممکن است مکان ذره- ناظر و یا مکان- زمان یا تکانه ی ذره- ناظر و یا تمایز انها در ابعاد دیگری فراتر از ابعاد مادی باشد. بنابراین تا زمانی که ناظر از بیرون ذره، بر آن مینگرد و جزیی مجزای از ذره است، جایی برای عدم درک عمیق ذره، باقی میماند زیرا دو جزء ناظر- ذره، متفاوت از همند.
این اصل همچنین می گوید شما نمی توانید انرژی هر چیزی را به طور کامل اندازه گیری کنید و هر چه زمان اندازه گیری، کوتاه تر باشد، اندازه گیری شما بدتر است. اگر در زمان نزدیک به صفر اندازه گیری کنید، اندازه گیری شما بی نهایت نادقیق خواهد بود.(به توضیح بالا در مورد پرتوی مشاهده با طول موج پایین، مراجعه شود.)
این اصول کوانتومی برای هر کسی که تلاش میکند ماهیت هیچ چیز را درک کند، عواقب خیرهکنندهای دارد. به عنوان مثال، اگر سعی کنید مقدار انرژی را در یک مکان اندازه گیری کنید- حتی اگر آن انرژی قرار باشد چیزی نباشد - هنوز نمی توانید صفر را دقیقاً اندازه گیری کنید و گاهی، وقتی اندازه گیری می کنید، صفر مورد انتظار غیر صفر است. و این فقط یک مشکل اندازه گیری نیست. این، یک ویژگی واقعیت است. برای دوره های زمانی کوتاه، صفر همیشه صفر نیست.
وقتی این واقعیت عجیب و غریب (که انرژی مورد انتظار صفر، می تواند غیر صفر باشد، اگر در دوره ی بسیار کوتاه زمانی بررسی کنید) را با معادله معروف انیشتین E = mc 2 ترکیب می کنید، پیامد عجیب تری وجود دارد. معادله ی اینشتین می گوید که انرژی، ماده است و بالعکس. در ترکیب با نظریه کوانتومی، این یعنی در مکانی که ظاهراً خالی و بدون انرژی است، فضا میتواند برای مدت کوتاهی تا انرژی غیر صفر، نوسان کند - و انرژی موقت میتواند ماده (و پادماده) یا ذرات را بسازد.
کف کوانتومی
بنابراین، در سطح کوچک کوانتومی، فضای خالی، خالی نیست. این در واقع یک مکان پر از جنب و جوش است، با ذرات ریز زیر اتمی که در رها شدنی ناخواسته، ظاهر و ناپدید می شوند. این ظاهر و ناپدید شدن تا حدی شباهت سطحی به رفتار جوشان کف روی آبجوی تازه ریخته شده با حباب هایی دارد که ظاهر و ناپدید می شوند - از این رو کف کوانتومی نامیده می شود.
فوم کوانتومی فقط تئوری نیست. کاملا واقعی است. یکی از این موارد، زمانی است که محققان خواص مغناطیسی ذرات زیراتمی مانند الکترون ها را اندازه گیری می کنند. اگر فوم کوانتومی واقعی نباشد، الکترون ها باید آهنربایی با قدرت مشخصی باشند. با این حال، هنگامی که اندازه گیری ها انجام می شود، معلوم می شود که قدرت مغناطیسی الکترون ها کمی بیشتر است (حدود 0.1٪). هنگامی که اثر فوم کوانتومی در نظر گرفته شود، تئوری و اندازهگیری تا دوازده رقم دقت، کاملاً مطابقت دارند.
نمایش دیگری از فوم کوانتومی اثر کازیمیر است که به نام فیزیکدان هلندی هندریک کازیمیر نامگذاری شده است و چیزی، شبیه به این است: دو صفحه فلزی را- که با کسری از یک میلی متر از هم جدا شده اند- بردارید و آنها را بسیار نزدیک به یکدیگر در خلاء کامل قرار دهید. اگر ایده ی فوم کوانتومی درست باشد، خلاء اطراف صفحات، پر از موجی از ذرات زیراتمی است که به درون و بیرون از وجود، چشمک میزند.
این ذرات دارای طیف وسیعی از انرژی هستند، به احتمال زیاد انرژی بسیار کوچک است، اما گاهی انرژی های بالاتر ظاهر می شود. اینجاست که اثرات کوانتومی آشناتر، وارد بازی می شوند زیرا نظریه ی کوانتومی کلاسیک می گوید که ذرات هم ذره هستند و هم امواج و امواج دارای طول موج هستند.
در خارج از شکاف کوچک، همه ی امواج، می توانند بدون محدودیت قرار بگیرند. با این حال، در داخل شکاف، تنها امواجی می توانند وجود داشته باشند که کوتاهتر از شکاف هستند. امواج بلند به سادگی نمی توانند جا بیفتند. بنابراین، در خارج از شکاف، امواج با تمام طول موج ها وجود دارد، در حالی که در داخل شکاف فقط طول موج های کوتاه وجود دارد. این اساساً به این معنی است که انواع بیشتری از ذرات، در خارج از شکاف در مقایسه با داخل شکاف وجود دارد و تأثیر آن، اینکه یک فشار خالص به داخل وجود دارد. بنابراین، اگر فوم کوانتومی، واقعی باشد، صفحات به طرف هم رانده خواهند شد.
دانشمندان چندین اندازه گیری از اثر کازیمیر انجام دادند، اما در سال 2001 بود که این اثر با استفاده از هندسه ای که در اینجا توضیح دادم به طور قطعی نشان داده شد. فشار ناشی از فوم کوانتومی باعث حرکت صفحات می شود. فوم کوانتومی واقعی است.
بالاخره هیچ چیز، چیزی نیست!
https://bigthink.com/hard.../nothing-exist-quantum-foam/...
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031