اسرار علم

مقدمه
 

اين روزها، شما هر ماه و يا حتي هر هفته، درباره کشف جديدي مي شنويد؛ ولي در اصل، اکتشافات هر روز ايجاد مي شوند!اما، چرا ما هميشه مي توانيم به اکتشافات جديدي دست يابيم؟
-جهان ما آنقدر پيچيده است، که هنوز اسرار زيادي حل نشده، در آن باقي مانده است، و اين چيز جالبي است.اگر همه چيز ساده و آشنا باشد و وقايع "همانطور که انتظار داريم، اتفاق بيفتند"هيچ رازي، هيچ کشفي، و هيچ آموزشي باقي نمي ماند.کسل کننده!
همانطور که اين سري از مقالات را مي خوانيد، مطالب زيادي از علم مي آموزيد و وارد حيطه اي از اسرار نيز خواهيد شد....چه چيز باعث شده است، که نسل دايناسورها وانواع بسيار ديگري از حيات، "بطور ناگهاني"شصت و پنج ميليون سال پيش منقرض شود؟
آيا موجودات زنده ديگري در جهان ديگري وجود دارند؟ اگر چنين است.آنها چه شکلي هستند؟
آيا فقط بطور نامحدودي بزرگ است و يا اندازه محدودي دارد؟ چه نيروهايي مي تواند اين اندازه را محدود کند؟ چطور برخي از حيوانات "مي دانند"چه مسيري در سفر، براي رسيدن به مکاني خاص درست است، در حالي که ممکن است هزاران مايل از آنها دورباشد؟
آيا ما مي توانيم پيشگويي کنيم، چه زماني زمين لرزه ها اتفاق خواهند افتاد؟
دانشمندان مطلب اصلي را درباره نحوه کارکرد جهان مي دانند، اما آنها نمي توانند همه چيز را توضيح دهند.تا زماني که ما راه حل هايي بيابيم، اين اسرار علم امتحان خواهند شد و توسط انسان هاي مختلف در هر کجا مطالعه مي شوند.شايدشما نيز يکي از افرادي باشيد که پرده ازرازي در علم برخواهيد داشت!مطالب موجود در اين سري مقالات را بخوانيد..و برخي از جالب ترين و عجيب ترين رازهاي علم را کشف کنيد.

-آيا لبه اي وجود دارد؟
 

-جهان چه شکلي دارد؟
 

تنها، پانصد سال قبل(زماني که خيلي دور نيست)بسياري بر اين باور بودند که زمين مسطح است.دريانوردان از رفتن به آب هاي پيراموني، هراس داشتند، چون فکر مي کردند از لبه زمين خواهند افتاد!آن مردم نمي دانستند که قرن ها پيش از آنها، متفکرين مصري عقيده داشتندکه زمين يک توپ يا کره است(حدود سال 250 پيش از ميلاد).اراتوستن، يک متفکر يوناني، نشان داد زمين گرد است.او حتي اندازه آن را نيز، بدون دور شدن از نقطه اي، محاسبه کرد.
اما، در مورد جهان چطور، آيا متفکرين هوشمند کنوني مي توانند اندازه و شکل زمين را بدون ترک زمين حساب کنند؟
جواب، احتمالا بله است.اما همانند متفکرين باستان، دانشمندان امروز نيز، به نظريه اي براي شکل هاي محتمل عالم و نيز انجام اندازه گيري هاي دقيق احتياج دارند.

-چه وقتي يک انتها، يک انتها نيست؟
 

براي انجام موارد مذکور، دانشمندان مشغول پرسيدن سوالات زيادي هستند.براي مثال:آيا فضا انتهايي دارد؟ اگر دارد، انتهايش شبيه چيست؟ آيا يک ديوار و يا صخره اي غول آسا است؟ اگر انتهايش ديوار يا صخره اي است، نمي تواند لبه جهان باشد؛ چون بايد چيزي در لبه ديگر آن باشد!به عبارت ديگر، ديوارها و صخره ها يک "طرف ديگر"براي خود دارند.يک ديوار، چون چيزي، "اينجا"را ازچيز ديگري، "طرف ديگر"چيزي پيرامون ديوار جدا مي کند، لبه نيست؛ چون هر چيزي آن طرف يک ديوار يا صخره، همچنين جزئي از جهان خواهد بود(به خاطرآوريد که عالم همه چيز است).بنابراين، هنگامي که به اين موضوع فکر مي کنيد؛ تصور لبه اي براي جهان بي معني است.
-آيا جهان، مثل زمين، مي تواند گرد*باشد؟
شما مي توانيد دور زمين بچرخيد، که محيط آن 24900 مايل است، بدون اينکه هرگز بيفتيد و يا به ديوار عظيمي برخورد کنيد.
شما توانستيد برويد و برويد و هرگز از 12450مايل دورتر از هر چيزي نشويد(چرا 12450 مايل؟ درباره آنچه خوانده ايد فکر کنيد،سپس براي جواب به ذيل نظري بيفکنيد!)
اگر جهان بدين صورت گرد باشد، شما مي توانيد اززمين سفر کنيد و بدون هيچ بازگشتي، دايره کامل بزنيد و به زمين برگرديد!مهم نيست درچه جهتي از زمين دور شويد(خب، شايد ميلياردها سال بعد!)به زمين بازگرديد.مطابق با نظريه *فضا و زمان آلبرت اينشتين، گرد بودن دقيقا يکي از اشکالي است که جهان مي تواند داشته باشد.نظريه او همچنين مي گويد، عالم ممکن است "مسطح "باشد، که بدون انتهايي در هر جهت ادامه پيدا مي کند(مي رود و مي رود)سعي کنيد از زمين که روي يک جهان مسطح است، سفر کنيد و دور شويد..شما هرگز بازنخواهيد گشت!
*يک نظريه، ايده اي(با دسته اي از ايده ها)است، که مي تواند براي توضيح چرايي يا چگونگي شرح عمل چيزها بکار رود.براي مثال، يک نظريه مي تواند به سادگي "زمين مثل يک توپ گرد است"باشد.اين نظر مي تواند توضيح دهد که چرا فقط قله هاي کوه ها ي دور مي توانند به شکلي که بالاي افق چسبيده اند ديده شوند ويا چرا سايه زمين روي ماه دايروي است.بعضي نظريه ها بسياررياضي وار هستند،مثل نظريه چيستي فضا، زمان و ماده.بهترين نظريه ها، ساده ترين بيان ها از بيشترين حقايق هستند.اگر تئوري اي وجود داشت که مي توانست، فضا، زمان و ماده را با هم توضيح دهد، حتما نظريه بسيار بزرگي بود.شايد روزي نزديک، دانشمندان چنين نظريه اي را ارائه کنند.
*انرژي، ماهيتي بنيادي از همه چيزها است.شما مي توانيد به انرژي به عنوان هر چيزي که مي تواند شرايط ماده را تغييردهد.بينديشيد.مثلا براي حرکت ماده و با گرم تر کردن آن، انرژي بکار مي رود.ماده خودش نيز، حالتي از انرژي است.

*به هر حال، اين توپ چقدر بزرگ است؟
 

اراتوستن(276-196 قبل از ميلاد)يک رياضيدان منجم، جغرافيدان و شاعر يوناني بود.تقريبا مثل همه متفکرين يوناني زمان خودش، او هم براين عقيده بود که زمين گرد است، مثل يک توپ.
يک راه اثبات اين قضيه، نگاه کردن به سايه ميله هايي است.در جايي که خورشيد هنگام ظهر مستقيما بالاي سر است.يک ميله سايه اي ايجاد نمي کند(اگر شما سري به خط استوا بزنيد،مي توانيد اين موضوع را تجربه کنيد و ببينيد!)اما يک ميله در مکاني که قدري شمال تر است، سايه خواهد داشت.با اندازه گيري اين سايه ها و فاصله بين ميله ها، اراتوستن قطر زمين را محاسبه کرد.به طور شگفت انگيزي، مقداري که به دست آورد(7850 مايل)تنها 77 مايل کوتاه تر از مقدار واقعي قطرزمين است!

-کروي يا مسطح، بيشتر يا کمتر؟
 

جهان چطور است:کروي يا مسطح؟ يا آيا همه جهان مي تواند شکلي متفاوت از آنچه که هنوز در تصور بشرنيامده است.داشته باشد؟ براي فهميدن آن، دانشمندان اين موضوع را بررسي مي کنند.يک راه حل اين راز اين است، که به طور دقيق، ميزان انرژي موجود در فضا را اندازه گيري کنند.نظريه اينشتين درباره اشکال عالم مي گويد، که اگر بيش از مقداري معين انرژي *در عالم موجود باشد، جهان گرد است.اگر کمتر از اين مقدار خاص باشد، مسطح(ويا شکل ديگري است)و تا بينهايت ادامه دارد.اما اندازه گيري ميزان دقيق انرژي موجود در عالم بسيار بسيار سخت است و دانشمندان هنوز نمي دانند که مقدار آن چقدر است.پس، بالاخره، جهان به چه شکل است؟
تاکنون، اين موضوع يک معما باقي مانده است.
منبع :نشريه لذت فيزيک شماره 17