#نیرو، #نیروهای_بنیادین، #اتحاد_نیروها #متن_علمی، #گرانش، #الکترومغناطیس 📝 ذرات بنیادین عالم مانند پروتون، نوترون و الکترون برای ایفای نقش در جهان هستی و انجام کنش متقابل با یکدیگر از چهار قانون اساسی پیروی می‌کنند که مجموع آنها را قوانین چهارگانه طبیعت می‌نامیم. اگر جهان هستی را به یکی از زبان‌های بشری تشبیه کنیم، ذرات در حکم واژه‌ها و نیروها در نقش دستور زبان هستند. البته دستور زبان بسیار ساده ای که توانسته فقط با استفاده از چهار قاعده اصلی، کتابی با شکوه و زیبا بیافریند و عامل پیدایش موجودات هوشمندی شود که صفحات این کتاب را ورق بزنند، در مورد آن نیروها بیندیشند و از عهده توصیف کمی و کیفی آن بخوبی برآیند. شواهد محکمی در دست است که نشان می دهد منشا این چهار نیرو ابتدای خلقت، یک ابرنیروی واحد بوده که با افت شدید دما در نخستین لحظات پس از بیگ بنگ به چهار نیروی متفاوت شکسته شده و کنترل جهان هستی را به دست گرفته است. آشناترین و ملموس ترین عضو این خانواده، نیروی گرانش است. ✅ نیروی گرانش: گرانش، نیروی جاذبه‌ای است که میان همه ذرات دارای جرم وجود دارد. افتادن اجسام بر اثر نیروی گرانش میان تک تک ذرات کره زمین و همه ذرات جسم مورد نظر روی می‌دهد. متراکم شدن مواد پس از انفجار بزرگ و تشکیل کهکشان‌ها و همین‌طور تجمع گازها درون کهکشان‌ها برای تشکیل ستارگان، حاصل نیروی گرانش است. چرخش ماه به دور زمین و زمین به دور خورشید و خورشید به دور مرکز کهکشان راه شیری هم بدون وجود گرانش ممکن نیست. گرانش به حرکت اجرام آسمانی نظم و آهنگ می‌بخشد. گرانش دو ویژگی منحصربه فرد دارد. نخست این که این نیرو همیشه جاذبه است. حتی دو ذره با بار الکتریکی یکسان هم یکدیگر را بر اثر گرانش جذب می‌کنند، ولی این نیرو به قدری ضعیف است که تاب مقاومت در برابر نیروی دافعه الکتریکی آن دو را ندارد. ویژگی دیگر گرانش دوربرد بودن آن است. در فواصل کیهانی که جرم ساختارها چشمگیر است، نیروی گرانش بخوبی اثر خود را آشکار می‌کند. فاصله میان کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا حدود 2.5 میلیون سال نوری است؛ ولی نیروی گرانش میان آن‌ها، از این فاصله هم موثر است و این دو کهکشان با سرعت 300 کیلومتر بر ثانیه در حال نزدیک شدن به یکدیگر هستند و حدود 4.5 میلیارد سال دیگر به هم برخورد خواهند کرد. ✅ نيروي الكترومغناطيس: این نیرو، اجزای ماده را کنار هم می‌نشاند. الکترون را در اتم مقید و با پیوند اتم‌ها به یکدیگر مولکول‌ها و ساختارهای بزرگ‌تر را تولید می‌کند. این نیرو مسئول همه تغییرات شیمیایی است و اساس کار آن یک جمله معروف است: «بارهای همنام یکدیگر را دفع و بارهای غیرهمنام همدیگر را جذب می‌کنند.» چرخش الکترون به دور پروتون برخلاف چرخش زمین به دور خورشید نمی‌تواند ناشی از نیروی جاذبه باشد، چراکه با جرم ناچیز الکترون و پروتون نیروی گرانش حاصل بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی است. بنابراین به نیرویی با سازوکاری متفاوت نیاز داریم. نیروی الکترومغناطیسی باعث می‌شود الکترون با بار منفی جذب بار مثبت هسته اتم شود و با چرخش به دور هسته، اتم‌های پایدار به وجود بیاورد. نیروی الکترومغناطیسی 36^10 بار قوی تر از گرانش است؛ یعنی اگر بزرگی گرانش را به اندازه یک نخود تشبیه کنیم، بزرگی نیروی الکترومغناطیسی از کل عالم هستی بزرگ‌تر است. زمانی که یک براده آهن جذب آهن ربا می‌شود، یک مجموعه کوچک با تعداد محدودی الکترون و پروتون بر کل نیروی گرانش حاصل از برهم کنش همه ذرات براده آهن با همه ذرات کره زمین غلبه می‌کند. نیروی الکترومغناطیسی با ایجاد پیوند میان اتم‌ها و مولکول‌ها ماده را می‌سازد و به آن انسجام می‌بخشد و باعث می‌شود سیب پس از افتادن از درخت به درون زمین فرو نرود. ولی اگر نیروی الکترومغناطیسی میان بارهای همنام باعث می‌شود آنها یکدیگر را دفع کنند چگونه ممکن است 92 پروتون با بار مثبت همراه 143 نوترون، درون هسته یک اتم تجمع کنند و اتمی مانند اورانیوم 235 را به وجود آورند؟ پاسخ به این پرسش، دانشمندان را به کشف نیروی سوم یعنی نیروی هسته‌ای قوی هدایت کرد. ادامه👇 ⚛ کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

#نیرو، #نیروهای_بنیادین، #اتحاد_نیروها #متن_علمی، #گرانش، #الکترومغناطیس، #ترجمه ✅ گرانش چیست؟ 📝 گرانش، در میان نیروی الکترومغناطیس و هسته‌ای قوی و ضعیف، یکی از چهار نیروی بنیادین جهان است. با وجود فراگیر بودن و اهمیت آن، اما هنوز برای دانشمندان یک معما باقی مانده است. دانشمندان باستان که سعی در توصیف جهان داشتند توضیحات خود را در مورد چرایی سقوط اجسام به سمت زمین ارائه دادند. ارسطو، فیلسوف یونانی اظهار داشت که اجسام تمایل طبیعی به حرکت به سمت مرکز جهان دارند، جایی که به اعتقاد او مرکز زمین است. اما بعداً مفاخر سیاره ما را از موقعیت اولیه خود در کیهان خارج کردند. نیکولاس کوپرنیک، دانشمند لهستانی، متوجه شد که اگر خورشید مرکز منظومه شمسی باشد ، مسیرهای سیارات در آسمان بسیار بیشتر معنا می یابد. نیوتون بینش کوپرنیک را گسترش داد و استدلال کرد همانطور که خورشید سیارات دیگر را به سمت خود جذب می‌کند، همه ی اجسام به یکدیگر نیروی گرانش وارد میکنند. نیوتن در رساله معروف خود "اصول ریاضی و فلسفه طبیعی" ، آنچه را كه امروزه قانون جهانی گرانش نیوتون نامیده می شود، توصیف كرد: fg=G mM/r² گرانش قوی است ، اما نه آنقدر زیاد. نیروی گرانش ضعیف‌ترین نیروی بنیادین است. یک آهنربا که گیره‌ای را بر اثر نیروی الکترومغناطیس به سمت بالا می‌کشد، بر نیروی گرانش کل زمین غلبه می‌کند. فیزیکدانان محاسبه کرده اند که گرانش 10⁴ مرتبه ضعیف‌تر از الکترومغناطیس است. اما تأثیرات گرانش را می توان به وضوح در اجرامی با مقیاس بزرگ مانند سیارات، ستارگان و کهکشان ها مشاهده کرد. اما این نیرو میان اجسام با مقیاس عادی و روزمره بسیار ناچیز و اندازه‌گیری آن بسیار دشوار است. به علت ضعیف بودن ثابت گرانش که عددی از مرتبه 10 به توان -11 است. و از آنجا که این ثابت بسیار ضعیف است دانشمندان باید برای اندازه‌گیری اثرات آن تجهیزاتی با حساسیت بسیار بالا طراحی کنند. و تا کنون مقدار دقیق ثابت گرانش از تجهیزات آنان دور مانده است، در حالی که اکثر ثابت‌های جهانی دیگر با دقت بسیار بالاتری شناخته شده‌اند. آلبرت انیشتین انقلاب بعدی را در درک ما از گرانش ایجاد کرد. نظریه نسبیت عام وی نشان داد که گرانش از انحنای فضا-زمان ناشی می‌شود، به این معنی که حتی پرتوهای نور هم که باید از این انحنا پیروی کنند، توسط اجرام بسیار بزرگ خم می‌شوند. از نظریه‌های اینشتین برای حدس و گمان در مورد وجود سیاهچاله‌ها استفاده شد. در مجاورت یک سیاهچاله، قانون جهانی گرانش نیوتن دیگر به طور دقیق نحوه حرکت اجرام را توصیف نمی‌کند، بلکه معادلات میدان تانسوری انیشتین برتری دارند. ستاره شناسان از زمانی که سیاهچاله‌های واقعی موجود در فضا را کشف کرده‌اند، حتی موفق به گرفتن یک عکس دقیق از یک سیاهچاله عظیم که در مرکز کهکشان ما زندگی می‌کند، می شوند. تلسکوپ‌های دیگر نیز اثرات سیاهچاله‌ها را در سراسر جهان مشاهده کرده‌اند. طبق قانون Minute Physics، اعمال قانون گرانش نیوتن در اجسام بسیار سبک، مانند افراد، سلول‌ها و اتم‌ها ، تا حدودی یک مرز بدون مطالعه باقی مانده است. محققان تصور می‌کنند که چنین چیزهایی با استفاده از همان قوانین گرانشی سیارات و ستاره‌ها یکدیگر را جذب می‌کنند، اما چون گرانش بسیار ضعیف است، مطمئن بودن از آن دشوار است. شاید نیروی گرانشی بین اتم‌ها به جای اینکه به صورت عکس مجذوری باشد، متناسب با مکعب عکس فاصله‌شان از یکدیگر باشد. اما ابزارهای فعلی ما راهی برای بیان آن ندارند. جنبه های نو و پنهان واقعیت، تنها در صورتی قابل دستیابی است که بتوانیم چنین نیروهای جاذبه‌ای کوچک را بسنجیم. گرانش اما، به طریقی دیگر دانشمندان را متحیر می‌کند. مدل استاندارد فیزیک ذرات، که فعالیت تقریباً همه ذرات و نیروهای شناخته شده را توصیف می‌کند، جاذبه را کنار می‌گذارد. در حالی که نور توسط ذره‌ای به نام فوتون حمل می‌شود، فیزیکدانان تصور نمی‌کنند ذره‌ای معادل برای گرانش وجود داشته باشد، که به آن گراویتون گفته می‌شود. کشف مهم دیگر جامعه فیزیک در قرن بیستم، یعنی گردآوری گرانش در چارچوبی نظری با مکانیک کوانتوم، همچنان یک کار ناتمام است. چنین تئوری‌ای درباره همه چیز(همانطور که شناخته شده است) ممکن است هرگز محقق نشود. 📝 مترجم: ساناز افشاری منبع: https://www.livescience.com/37115-what-is-gravity.html ⚛ کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

#الکترومغناطیس ، #متن_علمی ، #اتحاد_نیروها ، #نیروهای_بنیادین ، #فیزیک ، #فیزیک_نظری ، #ماکسول 🖋 مروری بر معادلات ماکسول ✅ معادله شماره 1: این معادله، که صورت دیفرانسیلی قانون گاوس است، یکی از معادلات اساسی در مبحث الکترواستاتیک می‌باشد. کافی است که چگالی بار الکتریکی در فضا را داشته باشید تا این معادله به شما میدان الکتریکی را بدهد. این معادله به صورت موضعی چگالی بار الکتریکی را به واگرایی میدان الکتریکی مربوط می‌کند. در این معادله میدان الکتریکی و چگالی بار، هر دو می‌توانند تابع مکان (3 بعدی) و زمان باشند. ادامه👇 ⚛ کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

#نیرو، #نیروهای_بنیادین، #اتحاد_نیروها #متن_علمی، #گرانش، #الکترومغناطیس 🟡 نیروهای بنیادین طبیعت (قسمت ۱): 📝 ذرات بنیادین عالم مانند پروتون، نوترون و الکترون برای ایفای نقش در جهان هستی و انجام کنش متقابل با یکدیگر از چهار قانون اساسی پیروی می‌کنند که مجموع آنها را قوانین چهارگانه طبیعت می‌نامیم. اگر جهان هستی را به یکی از زبان‌های بشری تشبیه کنیم، ذرات در حکم واژه‌ها و نیروها در نقش دستور زبان هستند. البته دستور زبان بسیار ساده ای که توانسته فقط با استفاده از چهار قاعده اصلی، کتابی با شکوه و زیبا بیافریند و عامل پیدایش موجودات هوشمندی شود که صفحات این کتاب را ورق بزنند، در مورد آن نیروها بیندیشند و از عهده توصیف کمی و کیفی آن بخوبی برآیند. شواهد محکمی در دست است که نشان می دهد منشا این چهار نیرو ابتدای خلقت، یک ابرنیروی واحد بوده که با افت شدید دما در نخستین لحظات پس از بیگ بنگ به چهار نیروی متفاوت شکسته شده و کنترل جهان هستی را به دست گرفته است. آشناترین و ملموس ترین عضو این خانواده، نیروی گرانش است. ✅ نیروی گرانش: گرانش، نیروی جاذبه‌ای است که میان همه ذرات دارای جرم وجود دارد. افتادن اجسام بر اثر نیروی گرانش میان تک تک ذرات کره زمین و همه ذرات جسم مورد نظر روی می‌دهد. متراکم شدن مواد پس از انفجار بزرگ و تشکیل کهکشان‌ها و همین‌طور تجمع گازها درون کهکشان‌ها برای تشکیل ستارگان، حاصل نیروی گرانش است. چرخش ماه به دور زمین و زمین به دور خورشید و خورشید به دور مرکز کهکشان راه شیری هم بدون وجود گرانش ممکن نیست. گرانش به حرکت اجرام آسمانی نظم و آهنگ می‌بخشد. گرانش دو ویژگی منحصربه فرد دارد. نخست این که این نیرو همیشه جاذبه است. حتی دو ذره با بار الکتریکی یکسان هم یکدیگر را بر اثر گرانش جذب می‌کنند، ولی این نیرو به قدری ضعیف است که تاب مقاومت در برابر نیروی دافعه الکتریکی آن دو را ندارد. ویژگی دیگر گرانش دوربرد بودن آن است. در فواصل کیهانی که جرم ساختارها چشمگیر است، نیروی گرانش بخوبی اثر خود را آشکار می‌کند. فاصله میان کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا حدود 2.5 میلیون سال نوری است؛ ولی نیروی گرانش میان آن‌ها، از این فاصله هم موثر است و این دو کهکشان با سرعت 300 کیلومتر بر ثانیه در حال نزدیک شدن به یکدیگر هستند و حدود 4.5 میلیارد سال دیگر به هم برخورد خواهند کرد. ✅ نيروي الكترومغناطيس: این نیرو، اجزای ماده را کنار هم می‌نشاند. الکترون را در اتم مقید و با پیوند اتم‌ها به یکدیگر مولکول‌ها و ساختارهای بزرگ‌تر را تولید می‌کند. این نیرو مسئول همه تغییرات شیمیایی است و اساس کار آن یک جمله معروف است: «بارهای همنام یکدیگر را دفع و بارهای غیرهمنام همدیگر را جذب می‌کنند.» چرخش الکترون به دور پروتون برخلاف چرخش زمین به دور خورشید نمی‌تواند ناشی از نیروی جاذبه باشد، چراکه با جرم ناچیز الکترون و پروتون نیروی گرانش حاصل بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی است. بنابراین به نیرویی با سازوکاری متفاوت نیاز داریم. نیروی الکترومغناطیسی باعث می‌شود الکترون با بار منفی جذب بار مثبت هسته اتم شود و با چرخش به دور هسته، اتم‌های پایدار به وجود بیاورد. نیروی الکترومغناطیسی 36^10 بار قوی تر از گرانش است؛ یعنی اگر بزرگی گرانش را به اندازه یک نخود تشبیه کنیم، بزرگی نیروی الکترومغناطیسی از کل عالم هستی بزرگ‌تر است. زمانی که یک براده آهن جذب آهن ربا می‌شود، یک مجموعه کوچک با تعداد محدودی الکترون و پروتون بر کل نیروی گرانش حاصل از برهم کنش همه ذرات براده آهن با همه ذرات کره زمین غلبه می‌کند. نیروی الکترومغناطیسی با ایجاد پیوند میان اتم‌ها و مولکول‌ها ماده را می‌سازد و به آن انسجام می‌بخشد و باعث می‌شود سیب پس از افتادن از درخت به درون زمین فرو نرود. ولی اگر نیروی الکترومغناطیسی میان بارهای همنام باعث می‌شود آنها یکدیگر را دفع کنند چگونه ممکن است 92 پروتون با بار مثبت همراه 143 نوترون، درون هسته یک اتم تجمع کنند و اتمی مانند اورانیوم 235 را به وجود آورند؟ پاسخ به این پرسش، دانشمندان را به کشف نیروی سوم یعنی نیروی هسته‌ای قوی هدایت کرد. ادامه👇 ⚛ کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution

#نیرو #نیروهای_بنیادین #اتحاد_نیروها #متن_علمی #نیروی_هسته_ای 🟡 نیروهای بنیادین طبیعت (قسمت ۲): ✅ نيروي هسته‌ای قوی: نیرویی که باعث پایداری هسته اتم می‌شود نیروی هسته‌ای قوی نام دارد. پسوند قوی، از شدت این نیرو نسبت به نیروی الکترومغناطیسی حکایت دارد. نیروی هسته‌ای قوی به قدری کوتاه برد است که حوزه تاثیر آن به درون هسته اتم محدود است و ما هیچ گاه نمی‌توانیم احساس مستقیم و درک ملموسی مانند آنچه از گرانش و الکترومغناطیس داریم از آن داشته باشیم. اگر یک متر را به ده میلیارد قسمت مساوی تقسیم کنیم، به فاصله ای می رسیم که می توانیم نیروی الکترومغناطیسی بین دو ذره باردار را احساس کنیم ولی برای احساس نیروی هسته‌ای قوی باید یک متر را ابتدا به یک میلیارد قسمت و سپس هر قسمت را به یک میلیون قسمت دیگر تقسیم کنیم. پروتون و نوترون که خود از ذراتی کوچک تر به نام کوارک ساخته شده، تحت نفوذ این نیروی قوی قرار دارد. البته اگر یک نوترون پر انرژی وارد یک هسته سنگین مانند اورانیوم 235 شود نیروی الکترومغناطیسی بر نیروی هسته‌ای قوی چیره خواهد شد و با متلاشی شدن هسته، انرژی فراوانی آزاد می‌شود. این پدیده شکافت هسته‌ای نام دارد و در ساخت بمب اتم از همین قاعده ساده استفاده می‌شود. ولی نیروها لزوما دو ذره را به سمت یکدیگر نمی‌کشند. نیروی چهارم نیرویی است که نقش اصلی آن کمک به واپاشی عناصر، تبدیل آنها به عناصر دیگر و ایجاد اثر رادیواکتیویته است. ✅ نیروی هسته ای ضعیف: این نیرو باعش واپاشی نوترون و پروتون و تبدیل آنها به یکدیگر است که در نتیجه به هسته یک عنصر به عنصر دیگر تبدیل می‌شود. این تبدیل عناصر، عامل اصلی پرتوزایی و تولید انرژی هسته‌ای است. نقش این نیرو در واکنش‌های هسته‌ای خورشید و تبدیل هیدروژن به هلیم بسیار حیاتی است. این نیرو 11^10 مرتبه از نیروی الکترومغناطیسی ضعیف‌تر است و برد آن خیلی کوتاه‌تر از نیروی الکترومغناطیسی و با برد نیروی هسته‌ای قوی قابل مقایسه است. ✅ اتحاد نيروها: اواسط قرن 19 میلادی کلارک ماکسول توانست نشان دهد نیروهای الکتریکی و مغناطیسی که تا آن زمان تصور می‌شد دو نیروی متفاوتند در واقع دو روی یک سکه به نام نیروی الکترومغناطیسی هستند. شاید خود ماکسول هم از درک جایگاه ویژه کشف شگفت انگیزش باخبر نبود، ولی زمانی که اواخر قرن 20 عبدالسلام و واینرگ نشان دادند نیروی الکترومغناطیسی و هسته‌ای ضعیف هم در انرژی‌های بالا به یک نیرو به نام الکتروضعیف تبدیل می‌شوند اوضاع دگرگون شد. ظاهرا همه نیروها در انرژی‌های بالا مانند آنچه بلافاصله پس از انفجار بزرگ وجود داشت با هم متحد می‌شوند. البته تلاش‌هایی که تاکنون برای اثبات اتحاد همه نیروها صورت گرفته هنوز به پاسخ قطعی منجر نشده است. منبع: لینک صفحه وب ⚛ کانال تکامل فیزیکی @physical_evolution