اگر شما یک بلوک بتونی چند تنی را که روی زمین است با شانه خود فشار دهید نخواهید توانست آن را از جای خود تکان دهید. در این حالت فیزیکدان‌ها می‌گویند که «انرژی مصرف شده اما کار انجام نشده».

این روزها که از صبح تا عصر در ادارات دنبال امضای نامه‌ها هستم و با کارمندهای دانگول سر و کله می‌زنم، وقتی عصر می‌بینم که هیچ چیز جدیدی دستم را نگرفته احساس می‌کنم که «انرژی مصرف شده اما کار انجام نشده»!

برچسب‌ها: انرژی، کار

جاذبه چیست؟

اگر از فیزیکدان‌های امروزی بپرسید، جواب شما را بر اساس نظریه نسبیت عام می‌دهند: «جاذبه یا گرانش محصول خمیدگی در فضا-زمان است که روی حرکت اجسام دارای اینرسی (لختی) تاثیر می‌گذارد»! با این حال نام جاذبه در ذهن خیلی از ما با نام آیزاک نیوتون پیوند خورده؛ نابغه انگلیسی که در قرن ۱۷ میلادی در کتابش مفهوم گرانش عمومی را مطرح کرد.

نه نیوتون (که قوانینش با تقریب خوبی اثر گرانش را توضیح می‌دادند) و نه اینشتین (که با نظریه نسبیت و قوانین حاصل از آن توانست توصیف دقیق‌تری از اثر گرانش ارائه کند) هرگز نتوانستند توضیحی برای «علت وجود جاذبه» ارائه کنند. نیوتون تا این‌جایش را فهمید که جاذبه وارد شده از خورشید به سیارات، از زمین به ماه، یا از زمین به آن سیب معروف، با عکس مجذور فاصله میان دو جسم رابطه دارد (قانون عکس مربع) و ضمناً قوانین سه گانه‌اش را (قوانین حرکت نیوتون) مطرح کرد.

مثل هر کشف علمی دیگری در آن زمان، گرانش نیوتونی هم با مخالفت‌ها و بحث‌های زیادی همراه شد. جالب است بدانید که عده‌ای اعتقاد پیدا کردند که هم‌چنان که گرانش (gravity از grav به معنی سنگین و جدی) وجود دارد، عامل دیگری به نام سبکی (levity از lev به معنای سبک) وجود دارد که برعکس آن عمل می‌کند! البته واژه levity امروزه به معنای سبک‌سری استفاده می‌شود (در مقابل gravitas به معنی سرسنگین بودن).

اینشتین ابتدا نظریه نسبیت خاص را برای توضیح اصول حرکت در سیستم‌های لخت ارائه کرد و ده سال بعد آن را به سیستم‌های غیرلخت هم تعمیم داد و نظریه نسبیت عام را ارائه کرد. یکی از اصول نسبیت عام («اصل هم‌ارزی») به طو رخاص در مورد گرانش چنین می‌گفت: «هیچ ناظری نمی‌تواند فقط با آزمایش موضعی بین شتاب و میدان گرانشی تفاوت قائل شود.»در این حالت  شما نمی‌توانید بفهمید علت این که یک شی دارد سرعت به دست می‌آورد (یا از دست می‌دهد) نیرویی است که به آن شتاب داده، یا گرانشی است که از طرف جسم دیگری به آن وارد شده.

این آخری‌ها یک اظهار نظر جدید در مورد جاذبه کلی سر و صدا کرد. دو تا برادر دوقلو هستند که هر دو فیزیک‌دان هستند و روی نظریه ریسمان کار می‌کنند. یکی هرمان ورلیند است که استاد دانشگاه پرینستون است و دیگری اریک ورلیند که در دانشگاه آمستردام کار می‌کند و با اظهار نظر جنجالی‌اش کلی شهرتش زیاد شده! او که از موافقان نظریه‌ای است که «جاذبه به عنوان یک نیروی آنتروپیک» نام دارد، در سخنرانی‌اش چنین گفته: «جاذبه  وجود ندارد.جاذبه  وجود ندارد. تمام آن یک توهم است. جاذبه چیزی نیست جز شکلی از بی نظمی، یک عارضه جانبی از یک تمایل طبیعی به سمت آشفتگی. تمام آن یک توهم است. جاذبه چیزی نیست جز شکلی از بی نظمی، یک عارضه جانبی از یک تمایل طبیعی به سمت آشفتگی.» البته ایشان از سال ۲۰۰۹ این ایده را دنبال می‌کرده و تحقیقاتش منجر به مطالعات جدیدی در حوزه اخترشناسی و انرژی سیاه شده‌است.

از فیزیک نیوتونی و نسبیتی که بگذریم می‌رسیم به فیزیک کوانتوم. هنوز نظریه‌ای در فیزیک کوانتوم که بتواند گرانش را هم در فواصل بزرگ (در حد کلاسیک) و هم در فواصل کوچک (فواصل پلانک) به درستی توضیح بدهد نداریم. عده‌ای فکر می‌کردند که نظریه ریسمان یا نظریه ام پاسخگوی این پرسش‌ها باشند اما چنین نبود. برخی معتقدند نظریه گرانش کوانتوم حلقوی (که از دیدگاه اریک ورلیند هم تاثیر پذیرفته است) که تلاشی است برای یکی کردن مکانیک کوانتوم و نسبیت عام، ممکن است پاسخی برای این پرسش‌ها پیدا کند.

آیا بچه‌های ما در کتاب‌ها درسی‌شان نظریه نسبیت را خواهند خواند یا نظریه کوانتومی گرانش را؟ آیا دو قرن بعد اسم اریک ورلیند هم در کنار اینشتین و نیوتون خواهد درخشید؟ و به راستی چرا جاذبه وجود دارد؟

برچسب‌ها: اینشتین، برادران دوقلو، جاذبه، فیزیک، کوانتوم، نسبیت، نظریه ریسمان، نیوتون

امروز یک ای-میل گرفتم از یکی از بستگان که راجع به یک اتفاق نادر علمی بود. در این ای-میل نسبتاً کوتاه، داستان لنوئید روگزوف پزشکی روسی که در آوریل ۱۹۶۱ میلادی در حالی که در ماموریتی در قطب جنوب به سر می‌برد، روی خودش عمل جراحی انجام داده بود (به علت ابتلا به آپاندیسیت و عدم دسترسی به پزشک دیگر) به همراه یک تصویر نوشته شده بود.

روگزوف در حال عمل جراحی روی خودش

این ماجرا البته از نظر علمی اهمیت زیادی داره به خصوص که به استناد مطالبی که بعداً توسط پسر روگزوف و یکی از همکارانش به صورت مقاله‌ای در BMJ منتشر شد، این اولین باری بوده که یک پزشک موفق شده یک عمل جراحی کامل رو روی خودش انجام بده.

اما جالبه بدونید که اولین پزشکی که روی خودش عمل جراحی بالا رو انجام داده روگزوف نبوده! دکتر اوان اونیل کین یک متخصص بیهوشی بود که معتقد بود عمل جراحی اپاندیس نیاز به بیهوشی کامل نداره و با بی‌حسی موضعی هم قابل انجامه. از اون‌جایی که کسی زیر بار حرفش نمی‌رفت، اوان در سال ۱۹۲۱ در سن ۶۰ سالگی روی خودش این عمل رو با بی‌حسی موضعی انجام داد (که البته طبق شواهد موجود، این عمل رو نتونست کامل کنه و دستیارهاش براش تمومش کردن). این آقا یک بار هم در سال ۱۹۱۹ یکی از انگشت‌هاش رو که عفونت کرده بود، خودش قطع کرده بود! (یعنی عمل آپاندیس خودش و تمام عمل‌های بعدی که انجام داد رو نه انگشتی انجام داد!) در سال ۱۹۳۲ هم در سن ۷۳ سالگی عمل جراحی فتق رو روی خودش انجام داد! این عمل یک ساعت و خورده‌ای طول کشید و اوان یک روز و نیم بعد از عمل دوباره سرپا بود و در اتاق عمل مشغول به خدمت به مردم کشورش بود!

کاش ما هم بلد بودیم که به هر قیمتی شده به هدفمون برسیم، حتی اگر به قیمت در خطر قرار گرفتن جونمون باشه.

برچسب‌ها: اوان اونیل کین، عمل آپاندیس، قطب جنوب، لنوئید روگزوف