نیروی گرانش تقارن الکترومغناطیس را بر هم می زند

به گزارش کلیک ،با وجود مطالعات گسترده ای که به منظور پیدا کردن منشا یکسان میدان الکتریکی و نیز میدان مغناطیسی انجام شده هنوز هم یک سوال اصلی در این بحث بدون پاسخ باقی مانده است؛اگر میدان های الکتریکی دارای بار الکتریکی هستند چرا میدان های مغناطیسی بار مغناطیسی ندارند؟دانشمندان فکر می کنند که اکنون می توانند پاسخی قطعی به این پرسش قدیمی بدهند.

بنا بر آخرین تحقیقات انجام شده در این حوزه که دانشمندان دانشگاه ایالتی لویزیانا آمریکا مسئولیت انجام آن را بر عهده دارند گفته می شود که نیروی گرانشی کره زمین تقارن میان میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی را بر هم می زند،تقارنی که تا به امروز با توجه به عدم امکان یافتن بار مغناطیسی و یا تک قطبی مغناطیسی تا حدودی زیر سوال رفته بود.

تقارن یکی از پدیده های موجود در دنیای ماست،تقارن در زندگی روزمره ما کلمه ناشناخته ای نیست و در دنیای علم نیز همان معنی همیشگی از آن برداشت می شود،برای مثال تقارن میان میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی بدین معنی است که هر دوی این پدیده ها باید اصول و اساسی مشابه داشته باشند و هر خاصیت موجود در میدان الکتریکی باید همانندی در میدان مغناطیسی داشته باشد.

ایوان آگولو محقق ارشد پروژه اخیر دانشگاه ایالتی لویزیانا در این باره می گوید:نیروی گرانشی زمین تقارن احتمالی میان میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی را بر هم می زند و بر این اساس دیگر نیازی به تحقیقات بیشتر برای یافتن تک قطبی های مغناطیسی نخواهیم داشت،نتیجه تحقیقات نشان می دهد که تقارن میان این دو پدیده بر روی کره زمین وجود نخواهد داشت چون نیروی گرانشی زمین همه جا وجود دارد.

درک فرضیه تک قطبی مغناطیسی و نیز تقارن میان میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی بدون داشتن آگاهی از پایه های علمی آن امری غیر ممکن است به همین دلیل در ادامه قدری درباره پیش زمینه بحث مطرح شده توضیح خواهیم داد.

در اواسط قرن ۱۹ ام میلادی دانشمندی اسکاتلندی به نام جیمز کلرک مکسول بیشتر عمر خود را صرف اضافه کردن ریاضیات به کار های عملی یک داشمند دیگر به نام مایکل فارادی کرد،فارادی اولین دانشمندی بود که موفق شد در آزمایشات خود یک آهنربا را در وجود شرایط مشخصی از میدان الکتریکی به حرکت دورانی در بیاورد،وی همچنین موفق شده بود تا از حرکت دورانی آهنربا ها جریان الکتریکی به وجود آورد،اما دانشمند مذکور اسکاتلندی،و یا آقای جیمز کلرک مکسول با استفاده از تجربیات فارادی و نیر به کمک علم ریاضیات سعی بر این داشت تا ثابت کند که میدان های الکتریکی و نیز مغناطیسی قابلیت تبدیل به یکدیگر را دارند.

در واقع آقای جیمز کلرک مکسول سعی بر این داشت تا وجود تقارن میان میدان الکتریکی و مغناطیسی را ثابت کند،در حوزه علم تقارن بدین صورت تعریف می شود:برخی از اشکال،پدیده ها و یا اتفاقات به قدری به هم شباهت دارند که فرقی نمی کند شما از چه زاویه ای،در چه مکان و حتی در چه زمانی به آنها نگاه کنید،دو پدیده موجود در معادله تقارن همیشه با هم شباهت کلی خواهند داشت.

مشکل اینجاست که تقارن میان میدان های الکتریکی و مغناطیسی تنها زمانی برقرار خواهد شد که شما از وجود اختلافات در مورد جریان و نیز بار این دو میدان صرف نظر کنید،میدان الکتریکی دارای بار های الکتریکی است که با حرکت در امتداد یک بردار جریان الکتریکی را ایجاد می کنند،اما با وجود شباهت در قطب منفی و مثبت میدان الکتریکی با قطب شمالی و جنوبی موجود در میدان مغناطیسی شما نمی توانید بار مغناطیسی ای پیدا کنید و این مسئله باعث بر هم خوردن پدیده تقارن میان میدان های الکتریکی و مغناطیسی شده است.

بر هم خوردن تقارن میان میدان های الکتریکی و مغناطیسی همه دانشمندان امیدوار به ثابت کردن این موضوع را نا امید کرده است چون همه وجوه و خاصیت های این دو پدیده علمی با هم تطابق دارند و فقط فقدان وجود بار و یا تک قطبی مغناطیسی است که این تقارن را بر هم می زند.

نتایج این آزمایش یک بار برای همیشه خیال همه را از تلاش برای پیدا کردن تک قطبی مغناطیسی راحت کرده است،تا پیش از این دانشمندان زیادی به دنبال یافتن راهی برای مشاهده تک قطبی مغناطیسی بوده اند،به عنوان مثال دکتر پائول دیراک فیزیک دان سرشناس عصر حاضر معتقد بود که اگر ما بتوانیم نهایتا وجود تک قطبی مغناطیسی را ثابت کنیم قادر خواهیم بود تا توصیحی منطقی برای نحوه به وجود آمدن بار های الکتریکی پیدا کنیم.

دانشمندان تا به امروز موفق شده بودند تا پدیده هایی شبیه به مونوپول(تک قطبی)را در شرایط آزمایشگاهی به وجود آورند،بدین منظور آنها اتم ها را به دماهای فوق العاده پایین رساندند و موفق شدند تا پدیده هایی مشابه با تک قطبی مغناطیسی را ایجاد کنند،اما این پدیده ها به تک قطبی مغناطیسی فقط شباهت داشتند و داشتن شباهت نمی تواند دلیل محکمی برای وجود تک قطبی مغناطیسی باشد،به هر حال تا به حال هیچ کسی نتوانسته شواهد علمی محکمی برای اثبات وجود تک قطبی مغناطیسی ارائه کند.

تحقیقات اخیر دانشمندان دانشگاه ایالتی لویزیانا نشان می دهد که تحقیق برای پیدا کردن تک قطبی مغناطیسی بی فایده خواهد بود و وجود این پدیده به لحاظ علمی غیر ممکن است،برای توضیح این که محققان دانشگاه لویزیانا چگونه به این نتیجه رسیده اند که گرانش زمین باعث از بین رفتن احتمال وجود تقارن میان میدان الکتریکی و مغناطیسی می شود نیاز است تا پدیده دیگری را به مباحث مطرح شده اضافه کنیم و آن نور است.

نور از ذره های کوچکی به نام فوتون ها تشکیل شده است،باید بدانید که فوتون ها در میدان های الکترومغناطیسی هم حضور داشته و در واقع آنها وظیفه تولید نیروی الکترو مغناطیسی را بر عهده دارند.

علاوه بر این می دانیم که فرکانس های متفاوت این ذره کوانتومی تشکیل دهنده میدان های الکترومغناطیسی باعث ایجاد تنوع در رنگ ها و نیز به وجود آمدن موج های رادیویی و نیز اشعه ایکس خواهد شد.

فوتون ها به لحاظ علمی خود زیر شاخه ای از ذرات خانواده بوزون هستند،ذرات بوزون به دو و یا چند ذره ای گفته می شود که با وجود شباهت بنیادی بتوانند وضعیت کوانتومی یکسانی را از خود نشان دهند.

فریمون هاخانواده دیگری از ذرات بنیادین تشکیل دهنده ماده هستند،الکترون ها و کوارک ها از اعضای این خانواده محسوب شده و همین ذرات هستند که باعث به وجود آمدن پروتون و نوترون ها می شوند.

بدین ترتیب دانشمندان حول تاثیر نیروی گرانش بر روی فوتون ها مطالعاتی را آغاز کرده و به این نتیجه رسیدند که نیروی گرانش زمین باعث از بین رفتن فرضیه تقارن میان بوسون ها و فریمون ها می شود،و با توجه به اینکه در این پژوهش فوتون ها نیز حضور داشتند پژوهشگران قادر بودند تا تاثیر نیروی گرانش بر روی نقض تقارن فوق را به حوزه الکترومغناطیس تعمیم دهند.

دانشمندان بالاخره به شواهدی علمی دست یافته اند که نشان می دهد تک قطبی مغناطیسی در حضور نیروی گرانشی نمی تواند وجود داشته باشد و با توجه به اینکه نیروی گرانشی در همه جا حکم فرماست نتیجه می گیریم که امید برای پیدا کردن تک قطبی مغناطیسی یک سراب است و تقارن میان میدان الکتریکی و مغناطیسی از پایه و اساس رد می شود.

ایوان آگولو در این باره می گوید:ما فرمول های تئوری راجع به میدان های الکترومغناطیسی را به طوری بازنویسی کردیم که آن را به فرضیه فریمون ها ارتباط می دهد،سپس از نتایج آزمایش راستی آزمایی تقارن درباره فریمون ها در حوزه میدان الکترومغناطیسی استفاده کرده و متوجه شدیم که تا به حال به دنبال ذره ای بوده ایم که اصلا و ابدا وجود خارجی ندارد(تک قطبی مغناطیسی).

اگر نتایج بدست آمده توسط دانشمندان دانشگاه ایالتی لویزیانا به تایید نهایی برسد،نه تنها حوزه الکترومغناطیس بلکه بسیاری از حوزه های دیگر علمی تحت تاثیر آن قرار خواهند گرفت،برای مثال از این به بعد دانشمندان علم اخترفیزیک باید به هنگام مطالعه نور ساتع شده از کهکشان که نشان دهنده تحولات انجام شده در میلیون ها سال پیش می باشد،باید این موضوع را در نظر بگیرند که نیروی جاذبه می تواند در محاسبات آنها تاثیر بگذارد.

فوتون ها موجود در فضا(نور)اطلاعات مهمی را در مورد نظریه بیگ بنگ در خود جای داده اند،و در واقع مطالعه بر روی آنها بزرگ ترین مرجع کیهان شناسان برای توضیح چگونگی پیدایش و تکامل دنیا می باشد،تا به حال کیهان شناسان آگاهی ای از تاثبر نیروی گرانش بر روی قطبش فوتون های منعکس شده در فضا نداشتند،اما هم اکنون برای همه روشن شده است که گرانش می تواند فوتون ها را تحت تاثیر خود قرار دهد.

به همین منظور به تازگی نجوم شناسان مطالعه گسترده ای را در این حوزه آغاز کرده اند تا مشخص شود آیا نیروی گرانش در طول عمر گیتی تاثیری بر قطبش فوتون های نور ساتع شده در فضا گذاشته است و یا خیر،پاسخ این سوال می تواند همه دانش امروزی ما درباره کیهان را تغییر دهد.