کتاب فیزیک نوین (چرا و چگونه 2)

کتاب فیزیک نوین دومین جلد از مجموعه ی چرا و چگونه، نوشته ی اریک اوبلاکر با ترجمه ی بهروز بیضایی توسط انتشارات قدیانی به چاپ رسیده است.

کتاب فوق دریچه ایست به علوم فیزیک جدید که بسیاری از فرضیه های آن هنوز اثبات نشده و تا به حال برای بشر ناشناخته بوده است. این کتاب در قالب سه بخش به بررسی تئوری نسبیت، ماهیت ماده و ذرات تشکیل دهنده ی آن و چگونگی پیدایش سیاره ها و کهکشان ها می پردازد. هر بخش خود زیر مجموعه های بسیاری را در بر می گیرد. مثلا بخش اول علاوه بر تعریف و تفهیم تئوری نسبیت، توضیحاتی درباره ی سرعت و شکست نور ارائه می دهد. تئوری نسبیت انیشتین در قلمرو سرعت های بسیار زیاد به بحث می پردازد و نشان می دهد که مکان، زمان و جرم شی نسبی است و  به عبارت دیگر به ناظر بستگی دارد. مثلا زمان پرتاب یک فضا پیما، 22 ثانیه طول می کشد که فضا پیما از دید ناظر زمینی خارج شود در حالی که این زمان برای ناظران داخل فضاپیما 1 ثانیه طول می کشد. بخش دوم ذرات تشکیل دهنده ی اتم ها و مولکول ها را مورد بررسی قرار می دهد. به عنوان مثال تا مدت های زیادی تصور می شد پروتون ها و نوترون ها، ذرات بنیادی هستند و دیگر قابل تقسیم نیستند اما امروزه می دانیم که آن ها هم از ذرات ریزتری به نام کوارک تشکیل شده اند! بخش سوم علاوه بر بیان چگونگی به وجود آمدن ستارگان، کهکشان ها اطلاعات مفیدی درباره ی سیاه چاله های فضایی یا انفجارهای عظیمی که سبب پیدایش کره ی زمین شده، ارائه می دهد. اطلاعات بسیار جالبی درباره ی همه ی مطالب فوق و بسیاری موضوعات دیگر وجود دارد که سبب علاقمندی مخاطب به علم فیزیک نوین می شود. همچنین سوالات فراوانی چون: آیا یک سیب می تواند 50 کیلوگرم وزن داشته باشد؟ آیا انسان زمانی به ستارگان دوردست پرواز خواهد کرد؟ کوراک ها چگونه پژوهش می شوند؟ چرا ستارگان می درخشند؟ عناصر اصلی حیات زمینی چگونه و چه زمانی پدیدار شدند؟ و ... در کتاب فوق مطرح شده و در چارچوب فیزیک نوین  به همه ی آن ها پاسخ هایی علمی و قابل فهم به مخاطب داده شده است.

مجموعه ی چرا و چگونه دربرگیرنده ی 80 جلد کتاب با عناوین مختلفی است که به منظور پاسخ به پرسش های علمی نوجوانان و جوانان تالیف شده است. هر جلد از کتاب های این مجموعه به طرح پرسش هایی درباره ی یک موضوع خاص و ارائه ی پاسخ های مناسب به مخاطبان می پردازد. هدف از طرح این پرسش و پاسخ ها، آموزش مفاهیم علمی مختلفی درباره ی موضوعاتی چون: انرژی اتمی، دانش الکترونیک، کیهان، صورت های فلکی، تمدن های چین باستان، آب و هوا، ژن و ژنتیک، جانوران، رایانه و روبات ها، اختراعات مهم و ... ده ها موضوع دیگر می باشد.

فهرست

انیشتین و سرعت نور دنیای کوچکترین ذرات انفجار بزرگ و ابدیت

برشی از متن کتاب

آیا ذرات نوری وجود دارند؟ صدها آزمایش گوناگون ثابت کرده که امواج نوری وجود دارند. این امواج بر خلاف امواج آب و امواج صوتی، در خلاء نیز انتشار می یابد. نور، امواج رادیویی، امواج مادون قرمز، امواج ماوراء بنفش و امواج رونتگن همگی به خانواده بزرگ امواج الکترومغناطیس تعلق دارند. نور قرمز طول موج بلندتری از نور بنفش دارد. نور نادیدنی مادون قرمز، به نوبه خود نسبت به نر قرمز، از طوب موج بلندتری برخوردار است. در حالی که نور ماوراء بنفش دارای طول موج کوتاهتری از نور بنفش بوده و اشعه ی رونتگن در جای خود، طول موج کوتاهتری از نور ماوراء بنفش دارد. تا آغاز قرن حاضر این طور تصور می شد، که با توجه به آگاهی ذهنی که انسان از نور، به عنوان موج دارد، به تمام خصوصیات نور پی برده و آن را کاملا شناخته است. ولی با ظهور فیزیکدانهای بزرگی چون پلانگ و انیشتین این تصور تغییر یافت. آن ها یک بار دیگر نشان دادند که در قلمرو سریع ترین ها و کوچک ترین ها، قوه ی تخیل و درک و استنباط ما، از کار باز می ایستد و عاجز می ماند و طبیعت در این زمینه کاملا مغایر با آنچه انتظار داریم، رفتار می کند. انیشتین به این مطلب پی برد که: انرژی مربوط به یک موج الکترومغناطیسی، همواره در مجموعه ها و بسته های کوچک، یا به اصطلاح در کوانت ها یا ذره های معینی منتقل می شوند که امروزه آن را فوتون یا ذره ی نوری می نامند. به طور خلاصه بسته به این که چه آزمایشی روی نور انجام می شود، و چه تججربه ای در حال اجراست، موج می تواند به صورت موج یا ذره نمودار شود. ستاره ها و سیاره ها چگ.نه ایجاد شدند؟ در آغاز مرحله ی هشتم، در سراسر عالم ابرهای عظیم هیدروژنی وجود داشت. از این ابرها، کهکشانه ها به وجود آمد. در این کهکشانه ها، از ابرهای گازی شکل بزرگ، ستارگان به وجود آمدند، این سیر تحول را در ایجاد ستارگان امروزه هم می توان هنوز مشاهده کرد. ابرهای گازی، که قرار است از آن ها ستاره به وجود آید، به سوی همدیگر کشیده شده متراکم می شوند، سس به شکل گلوله در می آیند و همواره بر حرارتشان افزوده می شود. حال اگر حرارت داخلی آنها آن قدر زیاد شود که واکنشهای هسته ای امکان پذیر شوند، یک خورشید جدید تولد یافته است. قبل از دوران ما، خورشیدهای بزرگ متعددی زیسته و سپس مرده اند، این خورشیدها در درون خود هسته ی اتمهای سنگین از قبیل آهن و کربن را تولید کرده بودند. هنگامی که این خورشیدها در پایان زندگی خود، منفجر شدند، این مواد را از خود رها کردند: "سنگ ها بناهای اصلی برای ایجاد سیارات و موجودات زنده ی مشابه ی زمین". در ابر اولیه ای که خورشید ما حدود 5 میلیارد سال پیش از ان به وجود آمد، علاوه بر اتمهای هیدروژن و هلیوم، اتمهای عناصر سنگینی چون سیلیسیم و اکسیژن وجود داشت، این اتم های سنگین میراثی از نسل های ستارگان اولیه بود. این غبار اولیه در هم کشیده شد، متراکم گردید و ضمن آن همواره سریعتر به دور خود چرخیدن گرفت و خود را به صورت صفحه ای گرد و صاف گسترد. در مرکز این صفحه خورشید ایجاد شد و در لایه های خارجی آن سیاره ها و قمرها به وجود آمدند.    

• نویسنده: دکتر اریک اوبلاکر
• مترجم: بهروز بیضایی
• انتشارات: قدیانی