جهان از بعضی لحاظ بسیار عجیب و غریب کار می کند، هر چند برای درک کامل آن نیاز به دکترا دارید، کافی است کمی احساس ترس داشته باشید تا به هیبت آن پی ببرید. در ادامه این مطلب از مجله دلتا به بعضی شگفتی‌های علم فیزیک می‌پردازیم.
توقف زمان در سرعت نور
بر اساس نظریه نسبیت خاص، سرعت نور، هرگز تغییر نمی کند و بدون توجه به موقعیت و سرعت فرد مشاهده گر همیشه در حدود ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه باقی می‌ماند. این به خودی خود به اندازه کافی عجیب است، اما بخش جالب‌تر نظریه نسبیت خاص، ایده‌ای به نام اتساع زمان است، که می‌گوید هر چه سریع‌تر بروید زمان برای شما نسبت به محیط اطراف‌تان کندتر می‌گذرد. به بیان ساده‌تر، اگر شما یک ساعت از وقت‌تان را درون ماشین خود در حال حرکت بوده باشید، نسبت به موقعی که این وقت را در خانه روبروی کامپیوترتان می‌نشستید، زمان برایتان کمی کمتر می گذرد.
این زمان احتمالا حدود چند نانو ثانیه می‌شود، اگرچه مقدار ناچیزی نسبت به هزینه‌ای است که برای بنزین پرداخت کرده‌اید اما به هر حال این یکی از قابلیت‌هایی است که شما درباره سریع حرکت کردن نادیده می‌گیرید. البته زمان به طور محسوس در سرعت‌های بالا کُند می‌شود، به طوری که اگر به سرعت نور برسیم، زمان به طور کامل از حرکت می‌ایستد. اما مشکل اینجاست که رسیدن به سرعت نور از نظر تئوری غیرممکن است. مگر اینکه شما از نور ساخته شده باشید. به بیان فنی هر جرم دیگری به جز نور برای حرکت با این سرعت به انرژی بی نهایت نیاز دارد.
ماده تاریک
دانشمندان علم فیزیک به کمک برخی روش‌های بسیار دقیق جرم کل جهان را تخمین می‌زنند. آن‌ها همچنین با روش‌های بسیار دقیقی جرم کل موادی که قابل مشاهده هستند را نیز محاسبه می‌کنند. اما چیزی که عجیب، این است که این دو عدد با یکدیگر تطابق ندارند. در واقع میزان جرم کل جهان با مقدار جرمی که از تمام مواد مورد مشاهده محاسبه شده، متفاوت است.
دانشمندان علم فیزیک برای توجیه این قضیه مجبور شدند به تئوری‌هایی در این زمینه روی آورند که بر اساس آن ماده تاریک اسرارآمیزی در جهان وجود دارد که هیچ نوری ساطع نمی‌کند و حدود ۲۷ درصد جهان را تشکیل داده است که از روی اثرات گرانشی می توان به وجود تاثیراتش پی برد. این در حالی است که وجود این ماده هنوز به طور رسمی اثبات نشده است (چون ما نمی‌توانیم آن را ببینیم) ماده تاریک تنها توسط تعداد زیادی از مدارک و شواهد برای توضیح جهان مورد پذیرش واقع شده است.
دو گانگی موج و ذره
در نگاه اول، ذرات (مثلا الکترون) و امواج (مثلا نور) نمی‌توانند به شکل دیگری وجود داشته باشند. یکی تکه‌ای جامد از ماده است و دیگری پرتوی تابش از انرژی است. اما آن‌طور که معلوم است، چیزهایی مانند نور و الکترون نمی‌توانند فقط به یک حالت محدود شوند و آن‌ها هم به صورت ذره و هم به صورت موج عمل می‌کنند و این بستگی به این دارد که چگونه مشاهده شوند.
این شاید مسخره به نظر آید، اما شواهد محکمی وجود دارد که ثابت می‌کند نور موجی است و شواهد محکم دیگری نیز وجود دارد که ثابت می‌کند نور ذره است. در اصل نور هر دو حالت را دارد، نه حالتی مابین این دو. ذهن ما از تجسم این موضوع عاجز است و تعجبی هم ندارد چون این پدیده در قلمرو مکانیک کوانتومی حس می‌شود نه در سطح جهان بزرگ مقیاس.
بیشتر بخوانید: تا به امروز هیچ فردی موفق به سفر در زمان نشده، با این حال افراد زیادی روی این موضوع کار می‌کنند و حالا یک فیزیکدان با استفاده از ریاضیات از امکان سفر در زمان بدون ایجاد پارادوکس خبر داده است. مطلب «سفر در زمان ممکن است؟» را بخوانید.
