انجمن فیزیک دانشگاه هرات

چرا الکترون به روی هسته اتم سقوط نمیکند؟!
سوالی که میپرسیم، پاسخی دارد که میتواند سوال دیگری را هم پاسخ دهد: قبل از شروع انبساط جهان(بیگ بنگ) چه رخ داده است؟
زمانی که ادوین هابل و هنریتا لیویت متوجه شده بودند که آن لکه های سفید و محو و مبهم، همگی شان سحابی نیستند و برخی از آنها، کهکشان هایی مثل راه شیری و خارج از راه شیری هستند، یک دوره ی مهم در کیهانشناسی آغاز شد. لیویت توانسته بود با یک سری محاسبات و تکنیک ها نشان دهد که این سحابی ها، بسیار دور تر از راه شیری قرار گرفته اند و دیگر جایز نیست آنها را در دسته ی سحابی ها قرار دهیم؛ آنها سحابی نیستند، کهکشان اند!
هابل در رصدخانه پالومار دست به کار شد و با استفاده از تکنیکی که لیویت کشف کرده بود، مشغول رصد این کهکشان ها شد و به نتیجه جالب تری نیز رسید. او به درستی پی برده بود که کهکشان ها به نسبت فاصله شان، با سرعت متناسبی از فاصله شان با ما در حال دور شدن هستند؛ هر چه قدر دور تر باشند، با سرعت بیشتری از ما فاصله میگیرند!
یک کشیش بلژیکی بنام ژرژ لومتر، با این استدلال که «اگر سنگی را دیدید که دارد از شما فاصله میگیرد و به سمت بالا حرکت میکند، مطمئن باشید یک زمانی پایین و نزدیک به شما بوده» توضیح داد که باید جهانی که در حال رصد آن هستیم و با نرخ معینی درحال انبساط یافتن است، یک زمانی در یک محدوده ی بسیار کوچک یا به عبارت دقیق تر، در یک نقطه جمع بوده باشد و دچار تکینگی بوده است. او اسم آن نقطه را گذاشت «اتم نخستین».
بعد ها مخالفان این ایده، با خنده ای تمسخر آمیز یک نام زیبا تر برای این ایده یافتند: بیگ بنگ!
هیچ کس فکر نمیکرد که به این زودی ها، ایده ای مثل اتم نخستین که مورد تمسخر بسیاری قرار گرفته بود، با افزایش شواهد و مدارک، تا این اندازه مورد توجه و اعتبار قرار بگیرد!
لومتر به خوبی توضیح داده بود که این جهان باید فرآیندی معکوس را طی کند تا به نقطه اول برسد، یعنی تکینگی زمان بیگ بنگ! ۱۳/۸ میلیارد سال قبل.
ایده و پیشنهاد لومتر بود که توانست محاسبه کند که جهان ۱۳/۸ میلیارد سال سن دارد.
اما حالا وقتش رسیده که به سوال نخست مان بازگردیم و از آنجایی که پاسخ سوال نخست به سوالمان درباره منشا کیهان نیز پاسخ خواهد داد، بدان بپردازیم.
احتمالا یادتان هست که چند پست قبل، درباره ی محدود کردن فضا توضیحاتی دادم و فهمیدیم که برای بررسی اثرات گرانش در ابعاد بسیار بسیار ریز، باید یک ذره را جهت آزمایش مان در منطقه ی بسیار محدود و کوچکی از فضا قرار بدهیم تا ببینیم چه اتفاقی می افتد. اما از آنجا که رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ اجازه نمیداد ذره را تا حد دلخواه محدود و محدود تر کنیم، چرا که هرچقدر مقیاس کوچک تر بشود، سرعت گریز ذره بیشتر میشود، بنابراین از یک اندازه ای کوچک تر دیگر نمیتوانستیم ریز تر بشویم. آن اندازه را پلانک محاسبه کرده بود، همان اندازه ای که آخرین زمان ممکن برای محدود کردن ذره میشد در نظر گرفت و دقیقا آخرین مقیاس زمانی قبل از تبدیل ذره به سیاهچاله بود. آن مقیاس اندازه را «طول پلانک» و آن مقیاس زمانی را «زمان پلانک» مینامیم. از این اعداد کوچکتر در طبیعت نداریم.
حالا بیایید در نظر بگیریم که یک الکترون میخواهد به هسته ی اتم نزدیک بشود تا بر روی آن سقوط کند. برای این تصورمان از سقوط الکترون روی هسته اتم، باید مقیاس اندازه ی مدار چرخش الکترون به دور هسته را کوچکتر و محدود تر کنیم تا حدی که نزدیک به هسته اتم برسد و در نهایت بخواهد سقوط کند. این اتفاق هرگز نمی افتد!
چرا که از یک حدی بیشتر، نمیتوانیم مقیاس فضایی را که الکترون دارد دور هسته اتم میچرخد را محدود و کوچک در نظر بگیریم، دقیقا بخاطر عدم قطعیت هایزنبرگ و مبحثی که مفصل تر در پست های قبلی توضیح داده شد. یک نیروی کوانتومی عجیب الوجود، از سقوط الکترون به روی هسته جلوگیری میکند!
حالا اگر سفری شگرف به ۱۳/۸ میلیارد سال قبل داشته باشیم، اگر سیر انبساط جهان را معکوس طی کنیم تا به گذشته برویم و درواقع شاهد انقباض کیهان باشیم تا به نقطه ی نخستین برسیم، آیا در نهایت واقعا به یک نقطه میرسیم؟! آیا در نهایت همه چیز آرام و قرار میگیرد و تبدیل به یک نقطه ی بی حجم و اندازه میشود؟! عدم قطعیت چه میگوید؟


💥 @physics_786

www.tgoop.com/physics_786/10299

172 viewsMh.farid, Feb 21 at 18:31

چرا الکترون به روی هسته اتم سقوط نمیکند؟!
سوالی که میپرسیم، پاسخی دارد که میتواند سوال دیگری را هم پاسخ دهد: قبل از شروع انبساط جهان(بیگ بنگ) چه رخ داده است؟
زمانی که ادوین هابل و هنریتا لیویت متوجه شده بودند که آن لکه های سفید و محو و مبهم، همگی شان سحابی نیستند و برخی از آنها، کهکشان هایی مثل راه شیری و خارج از راه شیری هستند، یک دوره ی مهم در کیهانشناسی آغاز شد. لیویت توانسته بود با یک سری محاسبات و تکنیک ها نشان دهد که این سحابی ها، بسیار دور تر از راه شیری قرار گرفته اند و دیگر جایز نیست آنها را در دسته ی سحابی ها قرار دهیم؛ آنها سحابی نیستند، کهکشان اند!
هابل در رصدخانه پالومار دست به کار شد و با استفاده از تکنیکی که لیویت کشف کرده بود، مشغول رصد این کهکشان ها شد و به نتیجه جالب تری نیز رسید. او به درستی پی برده بود که کهکشان ها به نسبت فاصله شان، با سرعت متناسبی از فاصله شان با ما در حال دور شدن هستند؛ هر چه قدر دور تر باشند، با سرعت بیشتری از ما فاصله میگیرند!
یک کشیش بلژیکی بنام ژرژ لومتر، با این استدلال که «اگر سنگی را دیدید که دارد از شما فاصله میگیرد و به سمت بالا حرکت میکند، مطمئن باشید یک زمانی پایین و نزدیک به شما بوده» توضیح داد که باید جهانی که در حال رصد آن هستیم و با نرخ معینی درحال انبساط یافتن است، یک زمانی در یک محدوده ی بسیار کوچک یا به عبارت دقیق تر، در یک نقطه جمع بوده باشد و دچار تکینگی بوده است. او اسم آن نقطه را گذاشت «اتم نخستین».
بعد ها مخالفان این ایده، با خنده ای تمسخر آمیز یک نام زیبا تر برای این ایده یافتند: بیگ بنگ!
هیچ کس فکر نمیکرد که به این زودی ها، ایده ای مثل اتم نخستین که مورد تمسخر بسیاری قرار گرفته بود، با افزایش شواهد و مدارک، تا این اندازه مورد توجه و اعتبار قرار بگیرد!
لومتر به خوبی توضیح داده بود که این جهان باید فرآیندی معکوس را طی کند تا به نقطه اول برسد، یعنی تکینگی زمان بیگ بنگ! ۱۳/۸ میلیارد سال قبل.
ایده و پیشنهاد لومتر بود که توانست محاسبه کند که جهان ۱۳/۸ میلیارد سال سن دارد.
اما حالا وقتش رسیده که به سوال نخست مان بازگردیم و از آنجایی که پاسخ سوال نخست به سوالمان درباره منشا کیهان نیز پاسخ خواهد داد، بدان بپردازیم.
احتمالا یادتان هست که چند پست قبل، درباره ی محدود کردن فضا توضیحاتی دادم و فهمیدیم که برای بررسی اثرات گرانش در ابعاد بسیار بسیار ریز، باید یک ذره را جهت آزمایش مان در منطقه ی بسیار محدود و کوچکی از فضا قرار بدهیم تا ببینیم چه اتفاقی می افتد. اما از آنجا که رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ اجازه نمیداد ذره را تا حد دلخواه محدود و محدود تر کنیم، چرا که هرچقدر مقیاس کوچک تر بشود، سرعت گریز ذره بیشتر میشود، بنابراین از یک اندازه ای کوچک تر دیگر نمیتوانستیم ریز تر بشویم. آن اندازه را پلانک محاسبه کرده بود، همان اندازه ای که آخرین زمان ممکن برای محدود کردن ذره میشد در نظر گرفت و دقیقا آخرین مقیاس زمانی قبل از تبدیل ذره به سیاهچاله بود. آن مقیاس اندازه را «طول پلانک» و آن مقیاس زمانی را «زمان پلانک» مینامیم. از این اعداد کوچکتر در طبیعت نداریم.
حالا بیایید در نظر بگیریم که یک الکترون میخواهد به هسته ی اتم نزدیک بشود تا بر روی آن سقوط کند. برای این تصورمان از سقوط الکترون روی هسته اتم، باید مقیاس اندازه ی مدار چرخش الکترون به دور هسته را کوچکتر و محدود تر کنیم تا حدی که نزدیک به هسته اتم برسد و در نهایت بخواهد سقوط کند. این اتفاق هرگز نمی افتد!
چرا که از یک حدی بیشتر، نمیتوانیم مقیاس فضایی را که الکترون دارد دور هسته اتم میچرخد را محدود و کوچک در نظر بگیریم، دقیقا بخاطر عدم قطعیت هایزنبرگ و مبحثی که مفصل تر در پست های قبلی توضیح داده شد. یک نیروی کوانتومی عجیب الوجود، از سقوط الکترون به روی هسته جلوگیری میکند!
حالا اگر سفری شگرف به ۱۳/۸ میلیارد سال قبل داشته باشیم، اگر سیر انبساط جهان را معکوس طی کنیم تا به گذشته برویم و درواقع شاهد انقباض کیهان باشیم تا به نقطه ی نخستین برسیم، آیا در نهایت واقعا به یک نقطه میرسیم؟! آیا در نهایت همه چیز آرام و قرار میگیرد و تبدیل به یک نقطه ی بی حجم و اندازه میشود؟! عدم قطعیت چه میگوید؟


💥 @physics_786

BY انجمن فیزیک دانشگاه هرات