معرفی و دانلود کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه

معرفی کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه

فیزیک برای کیهان و پدیده‌های نادیدنی طبیعت، همچون باستان‌شناسی برای پدیده‌های تاریخی است و کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه نیز کوشیده است تا ما را با بخشی از ناشناخته‌های فیزیک کوانتوم و نقش آن در کیهان‌شناسی آشنا کند. جیم باگوت با تشریح نظریات فیزیک‌دانانی چون اینشتین، نیوتن و... نگاه ما نسبت به فیزیک کوانتوم را توسعه می‌دهد و با ابعاد تازه‌ای از این دانش و گرانش کوانتومی حلقه‌ای مواجه می‌کند.

درباره‌ی کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه

نخستین مرحله برای درک این کتاب، مطلع بودن از ماهیت و چیستی فیزیک کوانتوم است. پیش از هر چیز باید بدانید که کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه (Quantum Space: Loop Quantum Gravity and the Search for the Structure of Space, Time, and the Universe)، آن‌چنان ساده نیست که در صورت بی‌اطلاعی کامل از علم فیزیک و ناآشنایی با کوانتوم، بتوانید از آن بهره ببرید؛ اما آن‌قدر هم غیرقابل درک نیست که برای مبتدیان در زمینه‌ی مطالعات فیزیک کوانتوم مناسب نباشد. نخستین موضوعی که جیم باگوت (Jim Baggott) در این کتاب مطرح کرده مباحث «مکانیک کوانتومی» است که می‌توانیم در این زمینه به چالش ناسازگاری نسبیت عام با فیزیک کوانتومی اشاره کنیم. جیم باگوت در کتاب حاضر کوشیده است تا نظریات مستحکمی درباره‌ی فیزیک کوانتومی را برای ما شرح دهد و دیدگاه ما نسبت به فرا زمین را باز کند.

جیم باگوت ابتدا به‌سراغ تاریخ زندگی بشر و حضور او در زمین رفته است؛ یعنی دوره‌ای که بشر بیشترین ارتباط را با طبیعت داشت و می‌کوشید تا آن را تغییر دهد؛ اما بینش و شناخت او تا اوایل قرن بیستم ثابت ماند. در آغاز این قرن بود که نظریه‌ی نسبیت و نظریه‌ی عام، شناخت انسان از طبیعت و اطرافش را دگرگون ساخت. کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه کوشیده است تا با در نظر گرفتن این نظریه‌ها، مخاطب را به عمق فیزیک کوانتوم ببرد و مرزهای درون اتم و تئوری انفجار بزرگ را با چالش‌ها و فرصت‌هایش تشریح کند. کتاب فضا حاضر، نظریه‌های علمی گوناگونی همچون نظریه‌ی ریسمان، سیاهچاله، ابَر ریسمان و... را به‌طور جامع توضیح می‌دهد و می‌کوشد تا مخاطب کمتر آشنا با کوانتوم را نیز با خود همراه سازد.

سفری در نظریه‌های فیزیکی

کتاب علمی "فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه" بخش نخست خود را به شرح زندگی برخی از فیزیک‌دانان بزرگ همچون اینشتین و کارلو روولی اختصاص داده است و ما را از ارتباطات و تبادل دانشی که میان این افراد در جریان بود، آگاه می‌کند. در بخش‌های میانی کتاب، برخی از قوانین فیزیک کیهانی برای مخاطبان شرح داده می‌شوند. جیم باگوت ابتدا پنجمین نظریه‌ی اینشتین مبنی بر «فضای مطلق نوعی «ظرف» را تشکیل می‌دهد که در آن، زمانِ مطلق به‌عنوان نوعی مترونوم کیهانی مرموز نشان داده می‌شود» را به‌طور مفصل توضیح می‌دهد و سپس به‌سراغ نظریه‌ی ماکسول می‌رود. طبق نظریه‌ی او اجسام صرفا در فضایی سه‌بعدی و تک‌بعدی نیستند و می‌توان در یک فضای خالی، در اطراف آهن‌ربا، میدان مغناطیسی را احساس کرد.

کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه پس از بررسی نظریات فیزیک‌دانان شهیر، به کیهان‌شناسی فیزیکی که هستی‌شناسی فقط بخشی از آن است، می‌پردازد. اینشتین در این حوزه، نظریه‌ای را ارائه می‌کند به‌نام «ثابت کیهانی». در این نظریه جهان پویایی ندارد و ایستا است. البته اینشتین کمی بعد از ارائه‌ی چنین نظریه‌ای پشیمان شد و اظهار تأسف و عذرخواهی کرد. جیم باگوت کوشیده است تا ما با اهمیت بسیاری از پدیده‌هایی که آن‌ها را کمتر می‌شناسیم نیز آشنا شویم؛ نظریاتی مانند ابرتقارن‌ها و انقلاب ابر ریسمانی. این دو نظریه نیز همچون ایده‌های اینشتین توانستند جهان فیزیک را با ایده‌هایی نو مواجه و کیهان‌شناسی را تا حدی دگرگون سازند.

کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه با ترجمه‌ی فرهاد دیرنگ در انتشارات سبزان به‌چاپ رسیده است.

نکوداشت‌های کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه

• یافتن و توسعه دادن گرانش کوانتومی حلقه‌ای، ماجراجویی خلاقانه و عظیم است که بینش مخاطب را بیشتر باز می‌کند و زیبایی‌بخش است. (هفت درس کوتاه در فیزیک)
• این کتاب علمی به روشنی و شفافیت، ما را با گرانش کوانتومی حلقه‌ای آشنا می‌کند و ساختار فضا، زمان و کیهان را شرح می‌دهد. (دیوید لوریمر)

کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه برای چه کسانی مناسب است؟

میزان علاقه‌ی ما به فیزیک، وابسته به شناخت ما از این علم است و نشناختن آن موجب عدم درک بسیاری از پدیده‌های هستی خواهد شد. کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه، به ما کمک می‌کند تا با برخی از ابعاد جهان بی‌پایان فیزیک کوانتوم آشنا شویم؛ جهانی که به دلیل پیچیدگی، کمتر به آن پرداخته‌ایم. این کتاب برای افرادی که با پایه‌های فیزیک آشنا هستند و می‌خواهند دانش خود را توسعه دهند، مناسب است.

در بخشی از کتاب فضا - زمان و گرانش کوانتومی حلقه می‌خوانیم

در ماه می‌ 1919، پیش‌بینی اینشتین توسط تیمی به رهبری آرتور ادینگتون، اخترفیزیک‌دان بریتانیایی تأیید شد. این تیم توانست نور تعدادی از ستارگان را که در مسیر خود به سمت زمین و در طی یک خورشیدگرفتگی کامل از کنار خورشید عبور می‌کردند اندازه‌گیری کند. اگرچه افراد کمی واقعاً می‌توانستند این مفاهیم را درک کنند (و هنوز هم تعداد کمی - حتی در جامعه فیزیک‌دانان حرفه‌ای - می‌توانند ریاضیات تانسور انتزاعی را هضم کنند)، با این‌حال، مفهوم فضا-زمان منحنی اقبال عمومی را به خود جلب کرد. اینشتین یک شبه توانست مورد توجه جهانیان قرار بگیرد.

نسبیت عام همچنین اثرات ناشی از فضا-زمان منحنی را که از جهاتی شبیه اثرات نسبیت خاص است و اینشتین جزئیات آن را در سال 1911 کشف کرده بود، پیش‌بینی می‌کند. او نتیجه گرفت که زمان متسع می‌شود و زمانی‌که در نزدیکی جسمی بزرگ که انحنای فضا-زمان در آن‌جا بیشتر است قرار بگیرند و اندازه‌گیری ‌شوند فاصله‌ها منقبض می‌شوند. یک زمان‌سنج استاندارد بر روی زمین کندتر از زمان‌سنجی که به دور سیاره زمین می‌چرخد، کار می‌کند.

همان‌طور که در فصل قبل دیدیم، یک ساعت اتمی که بر روی هواپیما در حال پرواز رفت و برگشت از لندن به واشنگتن است، 16 میلیاردم ثانیه نسبت به ساعت ثابتی که در آزمایشگاه ملی فیزیک بریتانیا قرار دارد، زمان از دست می‌دهد. این اتساع زمانی مرتبط با سرعت هواپیما است و همان اثر نسبیت خاص است. اما کل زمان، 53 میلیاردم ثانیه افزایش می‌یابد زیرا گرانش در 10 کیلومتری سطح دریا ضعیف‌تر است (فضا-زمان منحنی کمتری دارد) و این اثر نسبیت عام است. با اعمال اندکی تنظیمات هندسی، زمان خالص افزوده‌شده در این آزمایش حدود 40 میلیاردم ثانیه پیش‌بینی می‌شد. هنگامی‌که این اندازه‌گیری‌ها در سال 2005 عملی گردید، میزان زمان افزوده‌شده 2±39 میلیاردم ثانیه گزارش شد.

فهرست مطالب کتاب

مقدمه ناشر: دانایی توانایی است
درباره نویسنده
مقدمه مترجم
همه چیز به زبان ساده
پیشگفتار
پیش‌درآمد: اشتیاق غیرقابل وصف برای درک اسرار طبیعت
بخش اول - بنیان‌ها
1: قوانین فیزیک برای همه یکسان است
2: چیزی به عنوان نیروی گرانش وجود ندارد
3: چرا هیچ‌کس مکانیک کوانتومی را درک نمی‌کند
4: جرم، آن‌گونه که پیش از این به‌نظر می‌رسید، نیست!
5: چگونه معادلات هستی را درهم بیامیزیم؟
6: من برای رسیدن به «آن‌جا»، از «این‌جا» شروع نمی‌کنم
بخش دوم: تدوین نظریات
7: اوضاع بدتر می‌شود!
8: معادلات را دقیقاً حدس ثانویه یا سوم ما حل نمود
9: من از تمامی حلقه‌های کلید موجود در ورونا استفاده کردم
10: آیا واقعاً زمانی مانند زمان حال وجود ندارد؟
بخش سوم - شرح و بسط
11: گراویتون‌ها، فیزیک هولوگرافیک، و این‌که چرا اجسام سقوط می‌کنند
12: فِرمیون‌ها، ذرات نوظهور و ماهیت مواد
13: کوانتوم رابطه‌ای، مکانیک و این‌که چرا ممکن است «این‌جا» در واقع «آن‌جا» باشد
14: نه با یک انفجار؛ کیهان‌شناسی «واجهش بزرگ»، اَبَرتورم و کف‌اسپین
15: آنتروپی سیاهچاله، پارادوکس اطلاعات و ستاره‌های پلانک
16 نزدیک به آستانه؛ واقعیت زمان و اصول آینده‌ای باز
واژه‌نامه‌
منابع و مآخذ
نمایه‌ها
یادداشت‌ها