نظریه اینشتین با مشاهده 14 ساله ی یک ستاره مرده

به گزارش صدای ایران و به نقل از ساینس آلرت، دانشمندان با مطالعه یک تپ‌اختر در فاصله ۲۵ هزار سال نوری از ما به مدت ۱۴ سال دوباره ثابت کردند که نابغه دنیای فیزیک درست می‌گفته است.

اخترشناسان از مشاهدات انجام شده بر روی یک ستاره مرده به نام "PSR J۱۹۰۶ + ۰۷۴۶" استفاده کرده‌اند تا یک بار دیگر نظریه نسبیت عام اینشتین را تأیید کنند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

تپ‌اخترها(Pulsar) ستاره‌های نوترونی چرخانی هستند که با سرعت بسیار زیادی دوران می‌کنند و پالس‌های مداومی از انرژی تابشی به همراه خطوط میدان مغناطیسی قوی از خود منتشر می‌کنند. برخی از تپ‌اخترها نیز پرتوهای ایکس تابش می‌کنند. ستاره‌های نوترونی در حقیقت بقایای هسته ستاره منفجر شده‌ای هستند که حجم کوچک و چگالی بسیار بالایی دارند. برای نمونه تپ‌اختری به قطر ۲۰ کیلومتر ۱٫۵ برابر جرم خورشید را در خود جای داده است. تپ‌اخترها هنگام تولد دمایی در حدود چند میلیون درجه سلسیوس دارند و بلافاصله شروع به سرد شدن می‌کنند. نحوه و سرعت سرد شدن نیز به مواد تشکیل دهنده و چگالی آنها بستگی دارد.

به نوشته ایسنا، به طور خاص، آنچه که اخترشناسان در این ستاره مرده مشاهده کردند، انحراف مسیر آن است. این پدیده‌ای است که در نظریه نسبیت عام پیش بینی شده است و تنها در تعداد بسیار کمی از تپ‌اخترها یافت شده است.

تپ‌اخترها ستاره‌های نوترونی هستند که به سرعت در حال چرخش هستند و امواج رادیویی درخشان از قطب‌های مغناطیسی خود ساطع می‌کنند. آنها به طرز چشمگیری بسیار دقیق و حساب شده عمل می‌کنند، چرا که آنقدر دقیق هستند که می‌توان چرخش‌هایشان را تا مقیاس میلی‌ثانیه پیش‌بینی کرد.

در حال حاضر جایی که تپ‌اخترها بیشترین کاربرد را دارند، در آزمایش نظریه نسبیت عام است. طبق نظریه نسبیت عام، تپ‌اخترها در سیستم‌های دوتایی(باینری) باید دارای یک انحراف جزئی در چرخش محوری خود باشند که به آن انحراف محوری گفته می‌شود.

"گرگوری دسویگنس" از موسسه رادیو نجوم مکس پلانک گفت: تپ‌اختر "PSR J۱۹۰۶ + ۰۷۴۶" یک آزمایشگاه منحصر به فرد است که در آن می‌توانیم همزمان فیزیک انتشار امواج تپ‌اخترها و نظریه نسبیت عام اینشتین را آزمایش کنیم.

محققان در مقاله خود اظهار داشتند: تپ‌اخترهای دوتایی تحت تأثیر نسبیت عام قرار می‌گیرند و باعث می‌شوند که محور چرخش هر تپ‌اختر منحرف شود. از آنجا که تپ‌اختر در محور خود تلو تلو می‌خورد​​، تشخیص تغییرات در مشخصات تپ‌اختر از روی آن ساده است.

هنگامی که تپ‌اختر "PSR J۱۹۰۶ + ۰۷۴۶" برای اولین بار در سال ۲۰۰۴ کشف شد، مشخص شد که دارای دو قطبش متمایز با انتشار در هر چرخش است. با این حال، داده‌های بایگانی شده توسط تلسکوپ رادیویی رصدخانه "پارکس"(Parkes) فقط یک پرتو را نشان می‌دهد.

ستاره شناسان سپس در سال ۲۰۰۵ شروع به مشاهده این ستاره کردند تا ببینند چه بر سر پرتوهای آن آمده است. آنچه آنها دیدند دو پرتو در هر چرخش بود که در سال ۲۰۰۴ شناسایی شده بود، اما پرتوی قطب شمال این ستاره ضعیف‌تر می‌شد تا اینکه در سال ۲۰۱۶ کاملا ناپدید شد.

محققان سپس از یک مدل ۵۰ ساله برای مطالعه دقیق اطلاعات آن استفاده کردند و پیش بینی کردند که خصوصیات قطبی سازی حاوی اطلاعات مربوط به هندسه تپ‌اختر است. داده‌های تپ‌اختر این مدل را تأیید کرده و میزان انحراف را تنها با پنج درصد عدم اطمینان نشان داد.

این نتایج با پیش‌بینی نظریه اینشتین همسو بود.

"اینگرید استیرز" از دانشگاه بریتیش کلمبیا در ونکوور و از نویسندگان این مطالعه گفت: تپ‌اخترها می‌توانند میدان انجام آزمایش‌های گرانشی باشند که به هیچ روش دیگری امکان پذیر نیست. این یک نمونه زیبا از چنین آزمونی است.

در نهایت این تیم مطالعاتی احساس می‌کند که ۱۴ سال تحقیق و خیره ماندن به این تپ‌اختر، ارزشش را داشته است.

"مایکل کرامر" مدیر و رئیس بخش تحقیقات فیزیک بنیادی موسسه نجوم رادیویی مکس پلانک گفت: تکمیل این آزمایش خیلی طول کشید. متأسفانه این روزها نتایج باید سریع باشد، در حالی که این تپ‌اختر چیزهای بسیاری به ما می‌آموزد، صبور بودن در قبال آن واقعا ارزش دارد.

منبع: صدای ایران

کلیدواژه: نظریه اینشتین ستاره مرده

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت sedayiran.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «صدای ایران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۵۰۴۴۵۹۸ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

فیزیک ثابت کرد که «دشمنِ دشمنِ شما واقعاً دوست شماست»

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه نورث وسترن از فیزیک و نظریه آماری برای تایید نظریه تعادل اجتماعی «فریتز هایدر» استفاده کردند.

به گزارش ایسنا، ضرب المثل پرکاربرد «دشمنِ دشمنِ من دوست من است» فقط محدود به کلاس‌های دبیرستانی و درام‌های انتقام‌جویانه نیست. این موضوع نه تنها از یک نظریه روانشناختی اجتماعی که توسط روانشناس فریتز هایدر در دهه ۱۹۴۰ ارائه شد، سرچشمه می‌گیرد، بلکه به نظر می‌رسد اکنون از نظر علمی نیز ثابت شده است.

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه نورث وسترن از فیزیک و نظریه آماری برای تایید فرضیه هایدر استفاده کردند.

نظریه تعادل اجتماعی هایدر می‌گوید انسان‌ها به طور ذاتی تلاش می‌کنند تا در محافل اجتماعی به هماهنگی برسند. بر اساس این نظریه چهار اصل وجود دارد که موجب تعادل روابط می‌شوند. این چهار اصل عبارتند از: «دشمنِ یک دشمن، یک دوست است»، «دوستِ یک دوست، یک دوست است»، «دوستِ یک دشمن، یک دشمن است» و «دشمنِ یک دوست، یک دشمن است».

ایستوان کواچ نویسنده ارشد این مطالعه اینکه چگونه به این نتیجه رسیدند که هایدر در واقع درست می‌گفت را توضیح می‌دهد.

نظریه تعادل اجتماعی چیست؟

مبنای اصلی نظریه تعادل اجتماعی در دستیابی به سازگاری شناختی نهفته است که به نوبه خود گامی به سوی تعادل روانی است. افراد برای هماهنگی در روابط بین فردی خود تلاش می‌کنند و زمانی که این روابط از محدوده چهار قانون توصیف شده توسط هایدر خارج می‌شود، این هماهنگی مختل می‌شود تا زمانی که فرد راهی برای بازیابی آن با تغییر احساس خود در مورد یکی از عناصر تشکیل دهنده این معادله پیدا کند.

به عنوان مثال، اگر از فرد مشهوری خوشتان می‌آید که محصولی را تأیید می‌کند که شما آن را دوست ندارید، نظر شما در مورد آن فرد مشهور و محصول نامشخص خواهد بود و در نتیجه منجر به ناهماهنگی شناختی می‌شود. یعنی تا زمانی که تصمیم نگیرید که آن محصول آنقدرها هم بد نیست یا اینکه واقعاً آن سلبریتی را دوست ندارید، اوضاع همین خواهد بود و زمانی که تصمیمتان را بگیرید، دوباره به هارمونی می‌رسید.

به گفته ایستوان کواچ نویسنده ارشد این مطالعه، تعادل اجتماعی را می‌توان در گروهی از افراد، معمولاً بین حداقل سه نفر که یک مثلث را تشکیل می‌دهند، در نظر گرفت. ارتباطات بین آنها نشان دهنده احساس روابط بین یکدیگر، چه مثبت یا منفی است.

وی افزود: تعادل زمانی ظاهر می‌شود که همه روابط مثبت باشند یا زمانی که دو رابطه منفی با یک رابطه مثبت متعادل شوند. موقعیت‌های دیگر منجر به مثلث‌های نامتعادل می‌شود که باعث تنش یا ناامیدی می‌شود.

کارهای قبلی روی این نظریه

با وجود تلاش‌های متعدد پژوهشگران برای تأیید این نظریه با استفاده از علوم شبکه و ریاضیات، تلاش‌های آنها اغلب به دلیل پیچیدگی‌های ذاتی شبکه‌های اجتماعی که اغلب از روابط کاملاً متعادل منحرف می‌شوند، به موفقیت کامل نرسیده‌اند.

بنابراین اصل موضوع در تعیین اینکه آیا شبکه‌های اجتماعی دارای درجه تعادل بالاتری نسبت به آنچه طبق یک مدل شبکه مناسب انتظار می‌رود، نهفته است. با این حال، بسیاری از مدل‌های شبکه موجود برای به تصویر کشیدن پیچیدگی‌های روابط انسانی بسیار ساده‌تر از آن هستند که منجر به یافته‌های متناقض می‌شود.

تیم دانشگاه نورث وسترن توانسته است با ادغام موفقیت آمیز دو مؤلفه حیاتی برای عملکرد مؤثر چارچوب اجتماعی هایدر، بر این چالش غلبه کند. در سناریوهای زندگی واقعی، همه با یکدیگر آشنا نیستند و افراد از نظر مثبت بودن نسبت به دیگران متفاوت هستند.

در حالی که محققان مدت‌هاست که تأثیر هر دو عامل را بر پیوندهای اجتماعی تشخیص داده‌اند، مدل‌های موجود تنها می‌توانند یک عامل را همزمان تطبیق دهند. با ترکیب همزمان هر دو محدودیت، مدل شبکه حاصل که توسط محققان توسعه داده شد، در نهایت نظریه بسیار مورد مطالعه را تقریباً هشت دهه پس از اولین پیشنهاد هایدر اثبات کرد.

کواچ می‌گوید: به ‌عنوان فیزیکدان، علاقه اولیه ما وقتی برانگیخته شد که جایزه نوبل ۲۰۲۱ به جورجیو پاریسی اعطا شد که سیستم‌های فیزیکی پیچیده را مطالعه می‌کند و این جایزه را به صورت مشترک با سیکورو مانابه و کلاوس هاسلمان که روی مدل‌سازی آب و هوا کار می‌کنند، برد.

به گفته کواچ، در مطالعات پاریسی، تعاملات رقابتی بین چرخش‌ها می‌تواند منجر به پیکربندی‌هایی شود که قادر به به حداقل رساندن همزمان همه تعاملات زوجی نیستند و در نتیجه ناامیدی ذاتی ایجاد می‌شود.

کواچ خاطرنشان می‌کند که سیستم‌های اجتماعی گاهی اوقات سرخوردگی‌های مشابهی را نشان می‌دهند که در آن روابط یا نگرش‌های متضاد بین فردی می‌تواند حالت عدم تعادل یا تنش را در یک شبکه اجتماعی ایجاد کند.

او می‌افزاید: ما ترکیب بینش‌ها و ابزارهای فیزیک آماری با مجموعه داده‌های مقیاس بزرگ در مورد سیستم‌های اجتماعی واقعی را هیجان انگیز یافتیم.

پژوهشی که توسط تیم کواچ انجام شد

پژوهشگران برای بررسی این موضوع، توجه خود را به چهار مجموعه داده شبکه گسترده معطوف کرد که قبلاً توسط دانشمندان علوم اجتماعی جمع‌آوری شده بودند. آنها شامل نظرات رتبه‌بندی شده توسط کاربران در یک سایت خبری-اجتماعی، تبادلات بین اعضای کنگره در مجلس نمایندگان، تعاملات بین معامله‌گران بیت‌کوین و یک سایت بررسی محصولات توسط مصرف کنندگان بودند.

پژوهشگران در مدل شبکه خود از تخصیص مقادیر منفی یا مثبت صرفاً تصادفی فاصله گرفتند. در یک سناریوی واقعا تصادفی، هر گره احتمال یکسانی برای مواجهه با یکدیگر دارد. با این حال، شبکه‌های اجتماعی واقعی از چنین یکنواختی پیروی نمی‌کنند، زیرا هر فردی با افراد دیگر در شبکه خود آشنا نیست.

آنها برای تقویت واقع‌گرایی مدل خود، رویکردی آماری برای تخصیص مقادیر مثبت یا منفی بر اساس احتمال وقوع چنین تعاملاتی ابداع کردند. این روش، تصادفی بودن را در محدودیت‌های اعمال شده توسط توپولوژی شبکه تضمین می‌کند. علاوه بر این، تیم این مفهوم را در نظر گرفت که افراد خاصی ذاتاً مهربان‌تر از دیگران هستند که منجر به احتمال بیشتر تعاملات مثبت و برخوردهای کمتر خصمانه می‌شود.

مدل حاصل با ادغام این دو محدودیت، به طور مداوم همسویی با نظریه تعادل اجتماعی هایدر را در شبکه‌های اجتماعی در مقیاس بزرگ نشان داد. علاوه بر این، این مدل الگوهایی را نشان داد که فراتر از سه گره گسترش می‌یابند که نشان‌دهنده کاربرد نظریه تعادل اجتماعی برای گراف‌های بزرگ‌تر شامل چهار یا چند گره است.

کاربردهای عملی

این چارچوب نوآورانه دارای پتانسیل بسیار زیادی در پیشبرد درک ما از پویایی‌های اجتماعی، از جمله پدیده‌هایی مانند قطبی شدن سیاسی و روابط بین‌المللی است. علاوه بر این، می‌توان آن را برای هر سیستمی که با ترکیبی از تعاملات مثبت و منفی تعریف می‌شود، مانند شبکه‌های عصبی یا ترکیبات دارویی اعمال کرد.

به گفته کواچ، یکی از راه‌های درک این که این نظریه در زندگی واقعی و روزمره چگونه عمل می‌کند، فکر کردن درباره دو گزینه است که مردم باید از بین آنها انتخاب کنند که در بسیاری از موقعیت‌ها مانند قطبی‌سازی سیاسی رخ می‌دهد.

افراد مطابق با نظریه تعادل اجتماعی به طور غریزی برای کاهش تنش و حفظ ثبات و آسایش اجتماعی تلاش می‌کنند. این نظریه به عنوان چارچوبی ارزشمند برای درک رفتارها و انگیزه‌های ما در برقراری تعاملات اجتماعی بین افراد عمل می‌کند.

کواچ وقتی صحبت از کاربردها در شبکه‌های عصبی انسانی می‌شود، می‌گوید که نورون‌ها از طریق سیناپس‌ها به هم متصل هستند که می‌توانند سیگنال‌های تحریکی یا مهاری را منتقل کنند. این پویایی منعکس کننده تعاملات موجود در شبکه‌های اجتماعی است.

وی توضیح می‌دهد: مدل ما به طور بالقوه می‌تواند از داده‌های کانکتوم( نقشه اتصالات شبکه عصبی) شناخته شده و هر فرضیه اولیه در مورد ماهیت تحریکی یا بازدارنده نورون‌های خاص برای استنباط ویژگی‌های احتمالی اتصالات سیناپسی باقی‌مانده استفاده کند.

به همین ترتیب در مورد ترکیبات دارویی، این مدل می‌تواند بینش‌های ارزشمندی در مورد اینکه آیا جفت شدن دو دارو باعث افزایش کارایی در درمان بیماری‌های خاص می‌شود، ارائه دهد.

در حالی که مطالعه شبکه‌های اجتماعی پایه‌ای ایده‌آل برای کاوش فراهم می‌کند، نویسندگان معتقدند که تمرکز اصلی آنها گسترش تحقیقات خود فراتر از تعاملات بین دوستان و کاوش در سایر شبکه‌های پیچیده است.

این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.

کانال عصر ایران در تلگرام