در هفته های گذشته و در دو بخش جداگانه به بررسی رازهای بزرگ حل نشده علم پرداختیم ( و ). موارد اشاره شده البته تنها بخشی از اسرار ناشناخته علوم را تشکیل می دهند و شاید با حل کردن هر یک از آنها، علاوه بر پاسخ دادن به تعداد بسیار زیادی سوال های مختلف، بیشمار سوال جدید نیز به وجود آید. در هر صورت این پیچیدگی ها هم باعث نمی شود دانشمندان از تلاش برای رمزگشایی از رازهای آفرینش نا امید شوند. در ادامه با ما همراه باشید با بررسی بخش سوم از 20 راز بزرگ حل نشده علم.

باقیمانده لیتیم کجاست؟

در بخش های ابتدایی آفرینش عالم و پس مهبانگ، دمای عالم به شدت بالا بوده و ایزوتوپ های مختلفی از هیدروژن، هلیم و لیتیم در مقیاس عظیمی ساخته می شدند. از این سه مورد، هیدروژن و هلیم هنوز هم به وفور یافت می شوند و می توان گفت تقریبا تمامی جرم عالم را تشکیل می دهند. با این حال درباره لیتیم تنها شاهد وجود یک سوم از آنچه می بایست وجود داشته باشد هستیم. نظریات مختلفی درباره علت کمتر بودن مقدار لیتیم در عالم مطرح شده است و شاید جدیدترین آنها به نقش بوزون هایی به نام آکسیون و یا گیر افتادن لیتیم در هسته ستارگان اشاره داشته باشند که تلسکوپ های امروزی ما قادر به کشف آن نیستند. با این حال و با وجود نظریات بسیار زیاد، هنوز پاسخی قطعی به این پرسش داده نشده است.

دیگران کجا هستند؟

احتمالا آشنا ترین سوالی که به ذهن همه انسان ها در طول تاریخ رسیده آن است که آیا ما در این عالم بزرگ تنها هستیم؟ جهان قابل مشاهده برای ما، کره ای به شعاع 92 میلیارد سال نوری است که در آن میلیاردها ستاره، کهکشان و سیاره وجود دارد. اما حتی با این عظمت هم تنها نشانه های حیات بر روی کره آبی زمین وجود دارند. از نظر ریاضی احتمال اینکه ما تنها موجودات زنده در عالم باشیم آنقدر کوچک است که می توان آن را نزدیک به صفر در نظر گرفت. اما با این حال هنوز هیچ نشانه ای از موجودات فرازمینی دریافت نشده است. در این زمینه برخی عنوان می کنند که ما قادر به برقراری ارتباط با موجودات هوشمند خارج از کره زمین نیستیم و برخی دیگر نیز بر این باورند که آنها تمایلی به برقراری ارتباط با ما ندارند. در هر صورت به نظر می رسد هنوز سال ها تا رسیدن به پاسخ این پرسش زمان نیاز باشد.

ماده تاریک از چه چیزی ساخته شده است؟

بیش از 80 درصد جرم عالم را چیزی به عنوان ماده تاریک تشکیل می دهد. در واقع عنوان کردن این “چیز” به نام ماده تاریک نه به دلیل رنگ آن، بلکه به دلیل ماهیت ناشناخته اش می باشد. ماده تاریک از خودش هیچ نوری بازتاب نمی دهد و با وجود اینکه بیش از 60 سال از اولین نظریات درباره آن می گذرد، هنوز هیچ گونه اطلاعاتی درباره ماده تاریک وجود ندارد. بسیاری از دانشمندان بر این عقیده اند که ماده تاریک تشکیل شده از ذراتی با جرم بالا و در حال اندرکنش با یکدیگر است که به WIMP معروف هستند و می توانند جرمی 100 برابر پروتون داشته باشند اما در عین حال هیچ برهمکنشی با مواد باریونی انجام نمی دهند که دستگاه های سنجش و ردیابی دانشمندان را تشکیل می دهند. ماده تاریک چیست؟ هیچکس نمی داند.

در هم تنیدگی کوانتومی

حتی خواندن اسم این مورد هم می تواند باعث سردرد شود. کوانتوم و پدیده های مرتبط با آن از جمله مواردی هستند که هنوز هم نمی توان به خوبی آنها را درک کرد. اما شاید بزرگترین سوال درباره کوانتوم که می تواند منجر به حل شدن بسیاری از سوال های دیگر شود، دلیل وجود و اتفاق پدیده ای به نام در هم تنیدگی کوانتومی (Quantum Entanglement) است. اگر بخواهیم ساده تر توضیح دهیم باید اینطور اشاره کنیم که در هم تنیدگی در تمام سیستم هایی که دارای اجزایی در فاصله های بسیار دور از هم قرار دارند و دارای تاریخچه ای مشترک هستند رخ می دهد. اندازه گیری هر یک از بخش ها قادر است بخش دیگری را که حتی در فواصل بسیار دور قرار دارد تغییر داده و باعث نتیجه های متفاوت از آن شود. در هم تنیدگی یک حقیقت فیزیکی است که با وجود پرسش برانگیز بودن، شواهد بسیار زیادی درباره صحت آن وجود دارند. بر اساس این پدیده، زمان، فضا و جاذبه همگی بخش هایی از یک شبکه بزرگ در هم تنیده کوانتومی هستند. به نظر می رسد برای درک این یک مورد به چیزی فراتر از پیشرفت علمی نیاز داشته باشیم.

در هفته های گذشته و در دو بخش جداگانه به بررسی رازهای بزرگ حل نشده علم پرداختیم ( و ). موارد اشاره شده البته تنها بخشی از اسرار ناشناخته علوم را تشکیل می دهند و شاید با حل کردن هر یک از آنها، علاوه بر پاسخ دادن به تعداد بسیار زیادی سوال های مختلف، بیشمار سوال جدید نیز به وجود آید. در هر صورت این پیچیدگی ها هم باعث نمی شود دانشمندان از تلاش برای رمزگشایی از رازهای آفرینش نا امید شوند. در ادامه با ما همراه باشید با بررسی بخش سوم از 20 راز بزرگ حل نشده علم.

باقیمانده لیتیم کجاست؟

(image)

در بخش های ابتدایی آفرینش عالم و پس مهبانگ، دمای عالم به شدت بالا بوده و ایزوتوپ های مختلفی از هیدروژن، هلیم و لیتیم در مقیاس عظیمی ساخته می شدند. از این سه مورد، هیدروژن و هلیم هنوز هم به وفور یافت می شوند و می توان گفت تقریبا تمامی جرم عالم را تشکیل می دهند. با این حال درباره لیتیم تنها شاهد وجود یک سوم از آنچه می بایست وجود داشته باشد هستیم. نظریات مختلفی درباره علت کمتر بودن مقدار لیتیم در عالم مطرح شده است و شاید جدیدترین آنها به نقش بوزون هایی به نام آکسیون و یا گیر افتادن لیتیم در هسته ستارگان اشاره داشته باشند که تلسکوپ های امروزی ما قادر به کشف آن نیستند. با این حال و با وجود نظریات بسیار زیاد، هنوز پاسخی قطعی به این پرسش داده نشده است.

دیگران کجا هستند؟

(image)

احتمالا آشنا ترین سوالی که به ذهن همه انسان ها در طول تاریخ رسیده آن است که آیا ما در این عالم بزرگ تنها هستیم؟ جهان قابل مشاهده برای ما، کره ای به شعاع 92 میلیارد سال نوری است که در آن میلیاردها ستاره، کهکشان و سیاره وجود دارد. اما حتی با این عظمت هم تنها نشانه های حیات بر روی کره آبی زمین وجود دارند. از نظر ریاضی احتمال اینکه ما تنها موجودات زنده در عالم باشیم آنقدر کوچک است که می توان آن را نزدیک به صفر در نظر گرفت. اما با این حال هنوز هیچ نشانه ای از موجودات فرازمینی دریافت نشده است. در این زمینه برخی عنوان می کنند که ما قادر به برقراری ارتباط با موجودات هوشمند خارج از کره زمین نیستیم و برخی دیگر نیز بر این باورند که آنها تمایلی به برقراری ارتباط با ما ندارند. در هر صورت به نظر می رسد هنوز سال ها تا رسیدن به پاسخ این پرسش زمان نیاز باشد.

ماده تاریک از چه چیزی ساخته شده است؟

(image)

بیش از 80 درصد جرم عالم را چیزی به عنوان ماده تاریک تشکیل می دهد. در واقع عنوان کردن این “چیز” به نام ماده تاریک نه به دلیل رنگ آن، بلکه به دلیل ماهیت ناشناخته اش می باشد. ماده تاریک از خودش هیچ نوری بازتاب نمی دهد و با وجود اینکه بیش از 60 سال از اولین نظریات درباره آن می گذرد، هنوز هیچ گونه اطلاعاتی درباره ماده تاریک وجود ندارد. بسیاری از دانشمندان بر این عقیده اند که ماده تاریک تشکیل شده از ذراتی با جرم بالا و در حال اندرکنش با یکدیگر است که به WIMP معروف هستند و می توانند جرمی 100 برابر پروتون داشته باشند اما در عین حال هیچ برهمکنشی با مواد باریونی انجام نمی دهند که دستگاه های سنجش و ردیابی دانشمندان را تشکیل می دهند. ماده تاریک چیست؟ هیچکس نمی داند.

در هم تنیدگی کوانتومی

(image)

حتی خواندن اسم این مورد هم می تواند باعث سردرد شود. کوانتوم و پدیده های مرتبط با آن از جمله مواردی هستند که هنوز هم نمی توان به خوبی آنها را درک کرد. اما شاید بزرگترین سوال درباره کوانتوم که می تواند منجر به حل شدن بسیاری از سوال های دیگر شود، دلیل وجود و اتفاق پدیده ای به نام در هم تنیدگی کوانتومی (Quantum Entanglement) است. اگر بخواهیم ساده تر توضیح دهیم باید اینطور اشاره کنیم که در هم تنیدگی در تمام سیستم هایی که دارای اجزایی در فاصله های بسیار دور از هم قرار دارند و دارای تاریخچه ای مشترک هستند رخ می دهد. اندازه گیری هر یک از بخش ها قادر است بخش دیگری را که حتی در فواصل بسیار دور قرار دارد تغییر داده و باعث نتیجه های متفاوت از آن شود. در هم تنیدگی یک حقیقت فیزیکی است که با وجود پرسش برانگیز بودن، شواهد بسیار زیادی درباره صحت آن وجود دارند. بر اساس این پدیده، زمان، فضا و جاذبه همگی بخش هایی از یک شبکه بزرگ در هم تنیده کوانتومی هستند. به نظر می رسد برای درک این یک مورد به چیزی فراتر از پیشرفت علمی نیاز داشته باشیم.

علم پر از نقطه های تاریک و رازهای سر به مهر است. رازهایی که از آغاز پیدایش ذهن بزرگترین دانشمندان تاریخ را به خود مشغول کرده اند و با وجود پیشرفت چشمگیر علوم مختلف در سال های اخیر، هنوز پاسخی قطعی برای توضیح علل وجودی آنها در دسترس نیست. هفته گذشته با اولین بخش از 20 راز بزرگ علم آشنا شدیم. در ادامه با ما همراه باشید تا بخش دوم از این عجایب علمی را با هم مرور کنیم.

جاذبه چطور کار میکند؟

تعریف جاذبه شاید راحت ترین گذاره علمی باشد. اثری که سیب را به سمت زمین میکشد، از سمت ماه باعث جذر و مد آب دریاها می شود، اثری که زمین را در مدار خورشید حفظ می کند و همان چیزی که ما را روی زمین محکم نگاه میدارد. با این حال اگر از دانشمندان سوال کنید، هنوز هم با وجود پیشرفت های عظیم فیزیک، نمی توان پاسخی قطعی به ماهیت جاذبه داد. در سال های اخیر و با نظریات بنیادین فیزیک دانان بزرگی نظیر آلبرت اینشتین، بخشی از چگونگی عملکرد جاذبه روشن شده و تا حدودی می توانیم نمود آن را در اجسام درک کنیم. برای مثال نظریه اینیشتن توضیح می دهد که چگونه اجسام سنگینی مانند خورشید همچون یک سیب درون ظرف آب باعث خمیدگی فضا – زمان می شوند و اجسام سبک تری مانند زمین در مدار آنها به گردش می پردازند. با این حال هنوز نمی توان این اثر را در ابعاد میکروسکوپیک به همین سادگی توضیح داد و شاید به همین دلیل باشد که فیزیکدانان ذرات بنیادی به دنبال یافتن و اثبات اثر گذاری ذراتی به نام گراویتون هستند. اما برای درک دلیل وجودی جاذبه هنوز پاسخ قانع کننده ای در دسترس نیست.

زندگی بر روی زمین چگونه آغاز شده است؟

سوالی ساده و در عین حال بی پاسخ که از زمان پیدایش انسان متفکر بر روی زمین تا کنون هنوز کسی نتوانسته با قطع و یقین پاسخی برای آن ارائه کند. در سویی از این کشمکش تاریخی، معتقدان به نظریه آفرینش وجود دارند که پیدایش حیات بر روی زمین را بر اساس خلقت موجودات اولیه از سوی خداوند و در بهشت می دانند و در طرف دیگر معادله نیز طرفداران تکامل هستند که اصولا چنین بیانی را نمی پذیرند. در توضیحی خلاصه می توان اینگونه عنوان کرد که زمین پس از شکل گیری در سال های اولیه، دارای مجموعه عظیمی از ساختارهای مولکولی پیچیده بوده است که به تدریج بر پیچیدگی آنها افزوده شده و همین ساختارها در نهایت باعث پیدایش حیات سلولی بر روی زمین شده اند. همچنین در برخی از شاخه های فرعی این نظریه، به نقش فعالیت های آتش فشانی، صاعقه و یا حتی برخورد شهاب سنگ های آسمانی با زمین اشاره شده است. در حال حاضر می دانیم DNA ساختار پایه ای حیات زمین را تشکیل می دهد اما نظریاتی نیز وجود دارند که RNA را پایه حیات اولیه بر روی زمین می دانند. با این حال این دو دسته مقبول ترین توضیحات درباره حیات زمینی را ارائه می کنند و در کنار آنها گروه های متعدد دیگری نیز وجود دارند که فرضیاتی فوق العاده عجیب درباره پیدایش حیات بر روی کره آبی را قبول دارند. کدام یک صحیح است؟ هیچ پاسخی برای این سوال وجود ندارد.

طریقه به وجود آمدن صفحات تکتونیک چیست؟

تقریبا می توان با قطعیت گفت هر کسی که به نقشه قاره ها نگاه کرده باشد می تواند این فرض را مطرح کند که شکل قاره ها به گونه ای است که شاید در گذشته های دور به هم چسبیده بوده اند. با این حال همین نظریه ساده نیز از سال 1500 میلادی تا 1960 مورد قبول دانشمندان قرار نگرفته بود و پس از آن بود که با یافتن شواهدی، این نظریه تایید شد. اما هنوز هم دلیلی برای چرایی وجود این شیارها و فاصله گرفتن صفحات تکتونیک و در اصل دلیل پیدایش اولیه این صفحات وجود ندارد. تا به حال به این فکر کرده اید که چرا زمین باید از چندین صفحه تکتونیک تشکیل شده باشد و نه یک صفحه؟ نظریات مختلفی برای پاسخ دادن به این سوال به وجود آمده اند اما هیچ کدام نتوانسته اند پاسخ نهایی را فراهم کنند.

چرا هیچ ذره ای نمی تواند از سرعت نور فراتر رود؟

سرعت نور یا آنگونه که فیزیکدانان به آن نگاه می کنند، C، به صورت یک ثابت و به شکل 300000000 متر بر ثانیه عنوان می شود. تا به حال به این فکر کرده اید که چرا سرعت نور این عدد است و برای مثال عدد 400000000 نیست؟ آیا این عدد کاملا تصادفی در زمان پیدایش عالم به وجود آمده و در طول میلیاردها سال ثابت باقی مانده یا دلیل دیگری برای آن وجود دارد. علاوه بر این مورد، چرا هیچ ذره ای نمی تواند از حد فیزیکی سرعت نور فراتر رود؟ حتی سبک ترین ذرات (سبک تر از الکترون ها) هم قادر نیستند دقیقا به سرعت نور برسند؛ چه رسد به اینکه از آن فراتر روند. آیا ذره ای ناشناخته وجود دارد که سریعتر از نور حرکت کند؟ این سوالات نیز با وجود پیشرفت علم همچنان بی پاسخ هستند.

علم پر از نقطه های تاریک و رازهای سر به مهر است. رازهایی که از آغاز پیدایش ذهن بزرگترین دانشمندان تاریخ را به خود مشغول کرده اند و با وجود پیشرفت چشمگیر علوم مختلف در سال های اخیر، هنوز پاسخی قطعی برای توضیح علل وجودی آنها در دسترس نیست. هفته گذشته با اولین بخش از 20 راز بزرگ علم آشنا شدیم. در ادامه با ما همراه باشید تا بخش دوم از این عجایب علمی را با هم مرور کنیم.

جاذبه چطور کار میکند؟

تعریف جاذبه شاید راحت ترین گذاره علمی باشد. اثری که سیب را به سمت زمین میکشد، از سمت ماه باعث جذر و مد آب دریاها می شود، اثری که زمین را در مدار خورشید حفظ می کند و همان چیزی که ما را روی زمین محکم نگاه میدارد. با این حال اگر از دانشمندان سوال کنید، هنوز هم با وجود پیشرفت های عظیم فیزیک، نمی توان پاسخی قطعی به ماهیت جاذبه داد. در سال های اخیر و با نظریات بنیادین فیزیک دانان بزرگی نظیر آلبرت اینشتین، بخشی از چگونگی عملکرد جاذبه روشن شده و تا حدودی می توانیم نمود آن را در اجسام درک کنیم. برای مثال نظریه اینیشتن توضیح می دهد که چگونه اجسام سنگینی مانند خورشید همچون یک سیب درون ظرف آب باعث خمیدگی فضا – زمان می شوند و اجسام سبک تری مانند زمین در مدار آنها به گردش می پردازند. با این حال هنوز نمی توان این اثر را در ابعاد میکروسکوپیک به همین سادگی توضیح داد و شاید به همین دلیل باشد که فیزیکدانان ذرات بنیادی به دنبال یافتن و اثبات اثر گذاری ذراتی به نام گراویتون هستند. اما برای درک دلیل وجودی جاذبه هنوز پاسخ قانع کننده ای در دسترس نیست.

زندگی بر روی زمین چگونه آغاز شده است؟

سوالی ساده و در عین حال بی پاسخ که از زمان پیدایش انسان متفکر بر روی زمین تا کنون هنوز کسی نتوانسته با قطع و یقین پاسخی برای آن ارائه کند. در سویی از این کشمکش تاریخی، معتقدان به نظریه آفرینش وجود دارند که پیدایش حیات بر روی زمین را بر اساس خلقت موجودات اولیه از سوی خداوند و در بهشت می دانند و در طرف دیگر معادله نیز طرفداران تکامل هستند که اصولا چنین بیانی را نمی پذیرند. در توضیحی خلاصه می توان اینگونه عنوان کرد که زمین پس از شکل گیری در سال های اولیه، دارای مجموعه عظیمی از ساختارهای مولکولی پیچیده بوده است که به تدریج بر پیچیدگی آنها افزوده شده و همین ساختارها در نهایت باعث پیدایش حیات سلولی بر روی زمین شده اند. همچنین در برخی از شاخه های فرعی این نظریه، به نقش فعالیت های آتش فشانی، صاعقه و یا حتی برخورد شهاب سنگ های آسمانی با زمین اشاره شده است. در حال حاضر می دانیم DNA ساختار پایه ای حیات زمین را تشکیل می دهد اما نظریاتی نیز وجود دارند که RNA را پایه حیات اولیه بر روی زمین می دانند. با این حال این دو دسته مقبول ترین توضیحات درباره حیات زمینی را ارائه می کنند و در کنار آنها گروه های متعدد دیگری نیز وجود دارند که فرضیاتی فوق العاده عجیب درباره پیدایش حیات بر روی کره آبی را قبول دارند. کدام یک صحیح است؟ هیچ پاسخی برای این سوال وجود ندارد.

طریقه به وجود آمدن صفحات تکتونیک چیست؟

تقریبا می توان با قطعیت گفت هر کسی که به نقشه قاره ها نگاه کرده باشد می تواند این فرض را مطرح کند که شکل قاره ها به گونه ای است که شاید در گذشته های دور به هم چسبیده بوده اند. با این حال همین نظریه ساده نیز از سال 1500 میلادی تا 1960 مورد قبول دانشمندان قرار نگرفته بود و پس از آن بود که با یافتن شواهدی، این نظریه تایید شد. اما هنوز هم دلیلی برای چرایی وجود این شیارها و فاصله گرفتن صفحات تکتونیک و در اصل دلیل پیدایش اولیه این صفحات وجود ندارد. تا به حال به این فکر کرده اید که چرا زمین باید از چندین صفحه تکتونیک تشکیل شده باشد و نه یک صفحه؟ نظریات مختلفی برای پاسخ دادن به این سوال به وجود آمده اند اما هیچ کدام نتوانسته اند پاسخ نهایی را فراهم کنند.

چرا هیچ ذره ای نمی تواند از سرعت نور فراتر رود؟

سرعت نور یا آنگونه که فیزیکدانان به آن نگاه می کنند، C، به صورت یک ثابت و به شکل 300000000 متر بر ثانیه عنوان می شود. تا به حال به این فکر کرده اید که چرا سرعت نور این عدد است و برای مثال عدد 400000000 نیست؟ آیا این عدد کاملا تصادفی در زمان پیدایش عالم به وجود آمده و در طول میلیاردها سال ثابت باقی مانده یا دلیل دیگری برای آن وجود دارد. علاوه بر این مورد، چرا هیچ ذره ای نمی تواند از حد فیزیکی سرعت نور فراتر رود؟ حتی سبک ترین ذرات (سبک تر از الکترون ها) هم قادر نیستند دقیقا به سرعت نور برسند؛ چه رسد به اینکه از آن فراتر روند. آیا ذره ای ناشناخته وجود دارد که سریعتر از نور حرکت کند؟ این سوالات نیز با وجود پیشرفت علم همچنان بی پاسخ هستند.