قانونی که اگر نبود، خورشید همین الان نابود میشد!

با پدیده‌ای آشنا شوید که به ذرات اجازه می‌دهد مانند روح از دیوار عبور کنند؛ اصلی که اگر نبود نه خورشیدی می‌تابید و نه حیاتی روی زمین شکل می‌گرفت.

به گزارش عصر ایران به نقل از زومیت، برای قرن‌ها، فیزیک‌دان‌ها دنیا را همان ساعت عظیم و بی‌خطای نیوتنی می‌دیدند. جهانی که همه چیز در آن روشن و قابل پیش‌بینی بود. این اطمینان آن‌قدر بالا رفت که لاپلاس گفت اگر موجودی بتواند مکان و سرعت تک‌تک ذرات جهان را بداند، می‌تواند تمام آینده را حساب کند و گذشته را هم کامل ببیند. در این نگاه، هیچ «شاید» و امایی وجود نداشت.

اما در فوریه سال هزار و نهصد و بیست و هفت، ورنر هایزنبرگ جوان ورق را برگرداند. او نشان داد که طبیعت این‌قدرها هم شفاف نیست. اصل عدم قطعیت هایزنبرگ اعلام کرد که در دنیای اتمی نمی‌شود هم‌زمان فهمید ذره دقیقا کجاست و با چه سرعتی حرکت می‌کند. نه به دلیل ضعف ابزارها، بلکه چون خود طبیعت اجازه نمی‌دهد.

جهان در بنیادی‌ترین سطح مانند عکسی تار است. طبیعت گاهی تاس می‌اندازد و نتیجه را جایی پنهان می‌کند که هیچ‌کس نتواند آن را ببیند. دوران ساعت دقیق نیوتنی تمام شد و عصر احتمالات آغاز شد.

در این اصل رابطه مکان و تکانه مثل دو کفه ترازو رفتار می‌کند. هرچه مکان را دقیق‌تر بدانید، سرعت مبهم‌تر می‌شود و هرچه سرعت را دقیق‌تر بدانید، مکان پخش و نامشخص خواهد شد.

برای درک بهتر، تصور کنید در اتاقی تاریک از یک توپ درخشان عکس می‌گیرید. اگر شاتر سریع باشد، مکان توپ واضح است اما اثری از سرعت نمی‌ماند. اگر شاتر چند ثانیه باز بماند، سرعت را از روی رد نورانی می‌فهمید اما دیگر نمی‌دانید توپ دقیقا در کدام نقطه آن خط بوده است.

ریشه این رفتار عجیب از کشف دوبروی می‌آید. او گفت ذرات ماده می‌توانند مانند موج رفتار کنند. موج بودن یعنی گستردگی. موجی که طول موج دقیق دارد، در فضا پخش است و مکانش نامعلوم. اما اگر بخواهیم آن را در یک نقطه جمع کنیم، باید موج‌هایی با طول موج‌های مختلف ترکیب کنیم. در این صورت مکان مشخص می‌شود اما سرعت یا تکانه به شکل طیفی و نامطمئن در می‌آید.

رابطه ریاضی هایزنبرگ

هایزنبرگ این حقیقت را در یک رابطه ریاضی خلاصه کرد: حاصل‌ضرب عدم قطعیت در مکان و عدم قطعیت در تکانه همیشه از یک حد کمتر نمی‌شود. یعنی هیچ‌وقت نمی‌توان خطا را کاملا صفر کرد.

در مقیاس اتمی این عدم قطعیت چنان قوی است که الکترون‌ها مانند ابری پرانرژی دور هسته می‌چرخند. اما در دنیای ما که در آن توپ بیسبال و انسان‌ها حضور دارند، ثابت پلانک آن‌قدر کوچک است که اثر عدم قطعیت عملا دیده نمی‌شود. به همین دلیل جهان روزمره منظم و قابل پیش‌بینی به نظر می‌رسد.

این محدودیت از ضعف ما نیست، بلکه قانون خود طبیعت است. هر وقت بیش از حد به بافت جهان نزدیک شویم، وضوح تصویر فرو می‌ریزد و جهان چهره واقعی خود را نشان می‌دهد.

بیشتر بخوانید:

راهکار کره جنوبی برای مهار انرژی بی‌پایان خورشید

خورشید، چترباز و افسانه ایکاروس در یک قاب/ ثبت لحظه ای تاریخی که ماه ها برنامه ریزی پشت آن بود (+فیلم و عکس)

تماشاخانه

الگویی برای سازگاری با تغییرات اقلیمی / شهرهایی که در برابر سیل مسلح می‌شوند (فیلم)

دو دقیقه نفس گیر از یک فیلم جنگی مرجع در تاریخ سینما (تماشا کنید)

فیلم های دیگر