یک سایت دیگر با وردپرس فارسی
از روزنامه نگاری غیرانتفاعی حمایت کنید.
خبرنگار مشارکت کننده

در سال 1922، الکساندر فریدمن (نشان داده شده) چندین تاریخچه احتمالی جهان را ترسیم کرد. انبساط کیهانی از جمله این احتمالات بود.
موسسه فیزیک و فنی لنینگراد، با حسن نیت از AIP Emilio Segrè Visual Archives
برای هزاران سال، جهان کار بسیار خوبی در حفظ اسرار خود از علم انجام داد.
یونانیان باستان فکر می‌کردند که جهان کره‌ای از ستاره‌های ثابت است که کره‌های کوچک‌تری را احاطه کرده‌اند که سیارات را در اطراف مرکز زمین حمل می‌کنند. حتی کوپرنیک، که در قرن شانزدهم به درستی زمین را با خورشید جایگزین کرد، جهان را به عنوان یک منظومه شمسی واحد می‌نگریست که توسط کره بیرونی پر از ستاره‌ها احاطه شده است.
اما در قرن‌های بعد، جهان بخشی از وسعت خود را آشکار کرد. این شامل ستارگان بی‌شماری بود که در خوشه‌های عظیمی که اکنون کهکشان نامیده می‌شوند، تجمع یافته بودند.
سپس، در پایان دهه 1920، کیهان محرمانه ترین راز خود را فاش کرد: بزرگتر می شد. جهان به جای ایستا و پایدار، موجودی ابدی و همیشه یکسان که تمام واقعیت را در بر می گیرد، پیوسته گسترش می یابد. مشاهدات کهکشان‌های دور نشان می‌دهد که آنها از یکدیگر جدا می‌شوند، که نشان می‌دهد کیهان فعلی فقط مرحله بزرگسالی جهان است که مدت‌ها پیش در انفجار یک لکه کوچک انرژی متولد شده است.
این یک شگفتی بود که پایه های علم را تکان داد، پیش فرض های فلسفی را در مورد هستی زیر پا گذاشت و عصر جدیدی در کیهان شناسی، یعنی مطالعه جهان، آغاز کرد. اما شگفت‌انگیزتر، در نگاهی به گذشته، این است که چنین راز عمیقی قبلاً توسط ریاضیدانی که تخصصش پیش‌بینی آب و هوا بود مشکوک شده بود.
سرفصل‌ها و خلاصه‌ای از آخرین مقالات Science News ، به صندوق پستی شما تحویل داده شده است
با تشکر از شما برای ثبت نام!
مشکلی در ثبت نام شما وجود داشت.
یک قرن پیش در این ماه (مه 1922)، الکساندر فریدمن ، ریاضیدان و هواشناس روسی مقاله ای بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین نوشت که چندین تاریخچه احتمالی جهان را ترسیم کرد. یکی از این احتمالات انبساط کیهانی را توصیف می کند که از یک نقطه منفرد شروع می شود. در اصل، حتی بدون در نظر گرفتن شواهد نجومی، فریدمن نظریه بیگ بنگ مدرن در مورد تولد و تکامل جهان را پیش بینی کرده بود.
ولادیمیر سولوویف، فیزیکدان روسی در مقاله اخیر خود می نویسد: «دید جدیدی از جهان که توسط فریدمن گشوده شد، به پایه ای از کیهان شناسی مدرن تبدیل شده است.
فریدمن در آن زمان چندان شناخته شده نبود. او در سال 1910 از دانشگاه سن پترزبورگ در روسیه فارغ التحصیل شده بود و در کنار برخی از فیزیک، ریاضیات را آموخت. او در مقطع کارشناسی ارشد به بررسی استفاده از ریاضیات در هواشناسی و دینامیک جوی پرداخت. او این تخصص را در کمک به نیروی هوایی روسیه در طول جنگ جهانی اول به کار گرفت و از ریاضیات برای پیش‌بینی نقطه رهاسازی بهینه برای پرتاب بمب بر روی اهداف دشمن استفاده کرد.
پس از جنگ، فریدمن با نظریه نسبیت عام اینشتین آشنا شد که گرانش را به عنوان جلوه‌ای از هندسه فضا (یا دقیق‌تر، فضازمان) توصیف می‌کند. در تئوری انیشتین، جرم فضازمان را تحریف می‌کند و «انحنای» فضازمان ایجاد می‌کند که باعث می‌شود توده‌ها یکدیگر را جذب کنند.
مقاله انیشتین در سال 1917 (و مقاله مشابهی از ویلم دی سیتر) که نسبیت عام را در کل جهان به کار می برد، فریدمن را به ویژه مجذوب خود کرد. انیشتین دریافت که معادلات اولیه او به جهان اجازه رشد یا کوچک شدن می دهد. اما او آن را غیرقابل تصور می‌دانست، بنابراین اصطلاحی اضافه کرد که نشان‌دهنده نیروی دافعه‌ای است که (فکر می‌کرد) اندازه کیهان را ثابت نگه می‌دارد. انیشتین به این نتیجه رسید که فضا دارای انحنای فضایی مثبت (مانند سطح یک توپ) است که دلالت بر یک جهان «بسته» یا محدود دارد.
فریدمن اصطلاح جدید را که ثابت کیهانی نامیده می شود پذیرفت، اما اشاره کرد که برای مقادیر مختلف آن ثابت، همراه با سایر فرضیات، جهان ممکن است رفتارهای بسیار متفاوتی از خود نشان دهد. جهان ساکن انیشتین یک مورد خاص بود. جهان همچنین ممکن است برای همیشه منبسط شود، یا برای مدتی منبسط شود، سپس تا یک نقطه منقبض شود و سپس دوباره شروع به انبساط کند.
مقاله فریدمن که جهان‌های پویا را توصیف می‌کند ، با عنوان «درباره انحنای فضا»، برای انتشار در مجله معتبر Zeitschrift für Physik در 29 ژوئن 1922 پذیرفته شد.
انیشتین مخالفت کرد. او یادداشتی به مجله نوشت که مدعی بود فریدمن یک خطای ریاضی مرتکب شده است. اما خطا از انیشتین بود. او بعداً تصدیق کرد که ریاضیات فریدمن صحیح است، در حالی که هنوز اعتبار فیزیکی آن را انکار می کند.
فریدمن بر خلاف این اصرار داشت.
او فقط یک ریاضیدان محض نبود که از معانی فیزیکی نمادهای خود روی کاغذ غافل بود. درک عمیق او از رابطه بین معادلات و جو او را متقاعد کرد که ریاضی به معنای چیزی فیزیکی است. او حتی کتابی ( جهان به مثابه فضا و زمان ) نوشت که عمیقاً به ارتباط بین ریاضیات هندسه فضایی و حرکت اجسام فیزیکی پرداخت. او اعلام کرد که اجسام فیزیکی «دنیای هندسی» را «تفسیر» می‌کنند و دانشمندان را قادر می‌سازد تا آزمایش کنند که انسان‌ها واقعاً در کدام یک از جهان‌های هندسی ممکن زندگی می‌کنند. او معتقد بود که به دلیل ارتباط فیزیک و ریاضی، "تعیین هندسه جهان هندسی از طریق مطالعات تجربی جهان فیزیکی ممکن می شود."
بنابراین وقتی فریدمن جواب معادلات انیشتین را به دست آورد، آنها را به معانی فیزیکی ممکن برای جهان ترجمه کرد. بسته به عوامل مختلف، جهان می تواند از یک نقطه، یا از یک حالت اولیه محدود اما کوچکتر، به عنوان مثال، در حال انبساط باشد. در یک مورد او تصور کرد، جهان با سرعت کاهشی شروع به انبساط کرد، اما سپس به یک نقطه عطف رسید، و پس از آن با سرعت و سرعت بیشتری شروع به انبساط کرد. در پایان قرن بیستم، اخترشناسانی که درخشندگی ابرنواخترهای دوردست را اندازه‌گیری کردند، به این نتیجه رسیدند که جهان دقیقاً چنین مسیری را طی کرده است، شوکی که تقریباً به اندازه انبساط خود جهان شگفت‌انگیز است. اما ریاضیات فریدمن قبلاً چنین امکانی را پیش بینی کرده بود.
بدون شک قدردانی عمیق فریدمن از هم افزایی ریاضیات انتزاعی و فیزیک انضمامی، ذهن او را آماده کرد تا این تصور را که جهان می تواند در حال انبساط است را بررسی کند. اما شاید او کمک دیگری داشت. اگرچه او اولین دانشمندی بود که به طور جدی یک جهان در حال انبساط را پیشنهاد کرد، اما اولین کسی نبود. تقریباً 75 سال قبل از مقاله فریدمن، شاعر ادگار آلن پو مقاله ای (یا "شعر منثور") به نام اورکا منتشر کرده بود. پو در آن مقاله تاریخ جهان را به عنوان منبسط شدن از انفجار یک «ذره اولیه» توصیف کرد. پو حتی جهان را در حال رشد توصیف کرد و سپس دوباره به نقطه ای منقبض شد، درست همانطور که در یکی از سناریوهای فریدمن تصور می شد.
اگرچه پو در مدت کوتاهی که در وست پوینت دانشجو بود، ریاضی خوانده بود، اما از معادله ای در اورکا استفاده نکرده بود و مقاله او به عنوان کمکی به علم شناخته نشد. حداقل نه مستقیم. با این حال، به نظر می رسد که فریدمن یک خواننده مشتاق بود و از جمله نویسندگان مورد علاقه او داستایوفسکی و پو بودند. بنابراین شاید به همین دلیل است که فریدمن بیشتر از سایر دانشمندان زمان خود پذیرای جهان در حال گسترش بود.
امروزه ریاضیات فریدمن در هسته نظریه کیهان شناسی مدرن باقی مانده است. آری بلنکی، ریاضیدان و مورخ اسرائیلی در مقاله ای در سال 2013 اشاره کرد: «معادلات بنیادی که او به دست آورد، هنوز مبنای تئوری های کیهان شناسی کنونی بیگ بنگ و جهان در حال شتاب را فراهم می کند. او ایده بنیادی کیهان‌شناسی مدرن را معرفی کرد که جهان پویا است و ممکن است به شیوه‌های مختلف تکامل یابد.
فریدمن تاکید کرد که دانش نجومی در زمان او برای نشان دادن کدام یک از تاریخچه های ریاضی ممکن که کیهان انتخاب کرده است کافی نبود. اکنون دانشمندان داده های بسیار بیشتری دارند و احتمالات را به گونه ای محدود کرده اند که پیش بینی ریاضی فریدمن را تایید می کند.
فریدمن نتوانست موفقیت های بینش خود را ببیند، یا حتی شواهد اولیه مبنی بر اینکه جهان واقعاً منبسط می شود. او در سال 1925 بر اثر تب حصبه در 37 سالگی درگذشت. اما او می‌دانست که رازی را در مورد جهان عمیق‌تر از هر دانشمندی که قبل از او به آن مشکوک بود رمزگشایی کرده است. همانطور که همسرش به یاد داشت، او دوست داشت بخشی از دانته را نقل کند: "از آبی که وارد می شوم، هنوز کسی از آن عبور نکرده است."
سوالات یا نظراتی در مورد این مقاله دارید؟ به ما در feedback@sciencenews.org ایمیل بزنید
تام زیگفرید یک خبرنگار مشارکت کننده است. او از سال 2007 تا 2012 سردبیر ساینس نیوز و از سال 2014 تا 2017 سردبیر بود.
Science News در سال 1921 به عنوان یک منبع مستقل و غیرانتفاعی اطلاعات دقیق در مورد آخرین اخبار علم، پزشکی و فناوری تاسیس شد. امروز، ماموریت ما یکسان است: توانمندسازی مردم برای ارزیابی اخبار و دنیای اطرافشان. این توسط Society for Science منتشر شده است، یک سازمان غیرانتفاعی عضویت 501(c)(3) که به مشارکت عمومی در تحقیق و آموزش علمی اختصاص دارد.
© Society for Science & the Public 2000–2022. تمامی حقوق محفوظ است.
مشترکین، برای دسترسی کامل به آرشیو اخبار علمی و نسخه های دیجیتال، آدرس ایمیل خود را وارد کنید.
مشترک نیستید؟
الان یکی شو
source

جهان خبری
اتومبیل خبری
فرهنگی خبری
سرگرمی خبری
ورزشی خبری
اقتصادی خبری
تکنولوژی خبری
سلامتی خبری

ورزشی خبری
فرهنگی خبری
اقتصادی خبری
 
یک سایت دیگر با وردپرس فارسی
Proudly powered by WordPress | Theme: Newsup by Themeansar.

source

توسط varzeshikhabari