يك منظومه سيارهيي مصنوعي براي يافتن ابعاد بالاتر
آلبرت اينشتين در اوايل قرن بيستم نشان داد جهان اطراف ما چهاربعدي است، متشكل از سه بعد فضا و يك بعد زمان. اما خيلي زود اين پرسش مطرح شد كه آيا ابعاد بالاتري نيز وجود دارند؟
نظريهپردازان فيزيك سالها است مدلهاي رياضي پيچيدهاي را تدوين ميكنند تا حدي بر ابعاد عالم بيابند.
معروفترين اين نظريهها قطعا نظريه ريسمان است كه پس از سالها تلاش، هنوز به يك شاهد تجربي بر تاييد پيشبينيهايش دست نيافته است.
مشكل اين جا است كه فيزيكدانان دقيقا نميدانند چگونه ميتوان با ابزارهاي سهبعدي موجود، ابعاد بالاتر را اندازهگيري كرد.
يك راهحل، استفاده از گرانش است، دوربرد ترين نيروي عالم كه ميتواند با نفوذ به ابعاد بالاتر، شواهد مورد نياز فيزيكدانان را فراهم كند.
سالهاي سال است فيزيكدانان به قانون عكس مجذور فاصله نيوتون مشكوكند و تلاش ميكنند با انجام آزمايشهاي دقيق بفهمند آيا توان پارامتر فاصله در قانون گرانش عمومي نيوتون عدد صحيح 2 است يا مقادير اعشاري هم وجود دارد.
اگر مقدار اعشاري پيدا شود، قانون گرانش عمومي جديد ميتواند بخشي از پديدههاي مبهم اخترشناسي را مانند وجود ماده تاريك به سادگي توضيح دهد و احتمالا نشانههايي از ابعاد بالاتر را آشكار كند.
به تازگي، دو فيزيكدان هندي و اوكرايني پيشنهاد دادهاند يك روش مناسب استفاده از گرانش و بررسي حركت اجرام يك منظومه سيارهيي كوچك در آزمايشگاهي فضايي است.
تجهيزات پيشرفته و ابزارهاي بسيار حساس امروزي موجب شده است فيزيكدانان اسرار بيشتري از اين عالم را كشف كنند و جالب اينجا است كه روند كشف اين اسرار بسيار سريعتر از روند درك آنها است.
بشر تاكنون توانسته فقط با 4 درصد انرژي درون عالم آشنا شود.
96 درصد ديگر را ماده تاريك (26درصد) و انرژي تاريك (70درصد) تشكيل ميدهند كه انرژي تاريك را هم تنها شش سال است كه مي شناسيم. يك پيشنهاد براي انرژي تاريك اين است كه اين موجود اصلا چيز عجيبي نيست، بلكه همان گرانش است كه در فواصل بسيار دور به شكل ديگري ظاهر شده است.
شايد هم يك بعد بالاتر در اين ميان نقش دارد. ايده رفتار متفاوت گرانش در فواصل دور ايده جديدي نيست.
در دهه 1980، اخترشناسان با بررسي دادههاي ارسالي فضاپيماهاي پايونير 10 و 11 متوجه شدند كه اين فضاپيماها دقيقا در محل پيشبيني شده نيستند. نيرويي بيشتر از گرانش خورشيد حركت آنها را كند كرده بود. متاسفانه پايونيرها در معرض نيروهاي مختلفي بودند: بادهاي خورشيدي آنها را به پيش ميراندند، پرتوهاي كيهاني به آنها ضربه ميزدند و برخورد با اجرام درون منظومه آنها را به اين طرف و آن طرف منحرف ميكرد. چنين آزمايشگاه شلوغي براي شناسايي نشانههاي ظريف ابعاد بالاتر مناسب نبود.
«وارون صحني» اخترفيزيكدان مركز درون دانشگاهي نجوم و اخترفيزيك «پونه» هند و «يوري شتانف»، عضو هيات علمي موسسه فيزيك نظري «بگوليوبف» در «كيف» اوكراين در مقالهاي پيشنهاد كردهاند آزمايشگاهي ساخته شود تا نيروي گرانش بدون دخالت نيروهاي خارجي آزمايش شود.
به نوشته پارساسكاي، آزمايشگاه پيشنهادي آنها «آپسيس» (APSIS) نام دارد كه مخفف عبارت «منظومه سيارهيي مصنوعي در فضا» است.
آنها در واقع فضاپيمايي به شكل يك منظومه خورشيدي كوچك را پيشنهاد كردهاند كه در نقطه دوم لاگرانژي زمين قرار خواهد گرفت، جايي روي خط واصل زمين و خورشيد كه 1.5 ميليون كيلومتر از زمين دورتر است. گرانش زمين و خورشيد در نقطه دوم لاگرانژي به شكلي است كه مدار بسيار پايداري با دوره تناوب يك سال ايجاد ميكند. فضاپيماي WMAP هماكنون در اين ناحيه قرار دارد و تلسكوپ فضايي جيمزوب هم دد سال 2013 به اين نقطه پرتاب خواهد شد.
اين منظومه مصنوعي را فضاپيمايي بزرگ احاطه خواهد كرد كه آن را از پرتوهاي كيهاني، غبار، بادهاي خورشيدي و هر عامل موثر ديگري بر حركت سيارات كوچك محافظت خواهد كرد. حتي مخزن سوخت فضاپيما كه جرمش مرتب كاهش مييابد نيز بايد در فاصله دوري از اين منظومه قرار بگيرد تا آنها تغييرات گرانش مخزن سوخت را احساس نكنند. وقتي فضاپيما در نقطه دوم لاگرانژي قرار گرفت، سيارات كوچك در مدارهاي بيضوي درون پوشش محافظ رها خواهند شد.
اين سيارات در واقع گويهاي استانداردي هستند كه در فاصله 10 سانتيمتري جسم مركزي كه كرهاي 5 كيلوگرمي است، حركت ميكنند.
به گزارش ايسنا، فضاپيما همچنين به ليزري مجهز خواهد بود تا اگر سيارات حركت خود را بهدرستي آغاز نكردند و مدارشان شكل كاملي نداشت، با اعمال فشارهاي تابشي پرتوهاي ليزر مدارشان را تصحيح كند.
ابزارهاي بسيار حساس نصبشده در فضاپيما در طول چند سال، موقعيت اجرام را با دقت بسيار زيادي زير نظر خواهد داشت؛ بدين ترتيب هر گونه انحرافي در مدار اين سيارات، هرقدر اندك، ميتواند به تاييد يا رد ديگر مدلهاي گرانشي، وجود ابعاد بالاتر، خواص انرژي تاريك و ماده تاريك بيانجامد؛ بهعنوان مثال اگر دقت اندازهگيري انتقال حضيض مدار سيارات به كسري از ثانيهقوس برسد، اندازهگيريها ميتواند وجود يا رد بعد پنجم را نشان دهند. البته اين طرح تازه ارايه شده و ممكن است سالها طول بكشد تا به مرحله اجرا درآيد.
منبع:http://isna.ir
من فرهاد از علاقمندان به نجوم هستم.