پدیده های ناشناخته در علم

اگر کامل ترین شناختی را که اکنون نسبت به نیروی گرانش داریم، برای تبیین چگونگی چرخش کهکشان ها به کار بگیریم با مسئله عجیبی مواجه خواهیم شد: کهکشان ها با چنان سرعتی در حال چرخشند که باید تاکنون مضمحل می شدند.این داستان واقعی مربوط به دو سفینه فضایی است. کاوشگر اول یعنی پایونیر ۱۰ در ۱۹۷۲ و دیگری یعنی پایونیر ۱۱ یک سال بعد از آن به فضا پرتاب شد. هر دوی این کاوشگرها طی این مدت (بیش از ۳۰ سال) در حال دور شدن از سیاره ما و عبور از نواحی کاوش نشده منظومه شمسی بودند. اما مسئله عجیب در مورد آنها مسیری است که تاکنون در اعماق فضا پیموده اند. مسیر عجیب و غریب کاوشگر پایونیر اندازه گیری ها نشان می دهد که نیرویی ناشناخته در اعماق فضا سبب شتاب گرفتن و افزایش سرعت این کاوشگرها شده است. هرچند میزان این شتاب اندک است (حدود یک نانومتر بر مجذور ثانیه یا معادل یک ده میلیاردیم شتاب گرانش زمین) اما همین شتاب اندک تاکنون موجب تغییر مسیر پایونیر ۱۰ به اندازه ۴۰۰ هزار کیلومتر نسبت به مسیر پیش بینی شده گردیده است. در مورد پایونیر ۱۱ هرچند که ارتباط مرکز کنترل ناسا با این کاوشگر در سال ۱۹۹۵ قطع شد اما تا آن زمان، میزان تغییر مسیر آن از مسیر پیش بینی شده دقیقاً مشابه پایونیر ۱۰ بوده است. اما چه اتفاقی برای این دو سفینه در اعماق فضا افتاده است؟ هیچ کس پاسخ این پرسش را نمی داند. تاکنون چندین فرضیه نظیر وجود خطای نرم افزاری، تاثیر باد خورشیدی و همچنین وجود نشتی در منبع سوخت این کاوشگرها مطرح شده اند، اما بررسی های بیشتر تمامی این فرضیه ها را رد کرده است. بنابراین ممکن است عامل این نیرو، نوعی تاثیر گرانشی باشد که برای بشر کاملاً ناشناخته است. در واقع برخی از فیزیکدان ها که از توضیح این پدیده اسرارآمیز درمانده شده اند، آن را با برخی پدیده های غیرقابل توضیح دیگر (نظیر انرژی تاریک و یا متغیر بودن ثابت های بنیادین فیزیک) مرتبط می دانند.به هر حال دانشمندان برای بررسی دقیق تر این مسئله نیازمند ارسال کاوشگر جدیدی به مرزهای منظومه شمسی هستند تا به طور ویژه به بررسی تاثیرهای ناشناخته و غیرعادی گرانش در آن منطقه بپردازند. بنابر نظر برخی فیزیکدان ها، چنین بررسی هایی ممکن است به نگرشی کاملاً جدید در فیزیک منجر شود. ● همجوشی هسته ای سرد به نظر می رسد پس از گذشت ۱۶ سال از مطرح شدن این پدیده، موج همجوشی سرد (Cold Fusion) دوباره به آزمایشگاه های تحقیقاتی جهان بازگشته است. در واقع مسئله همجوشی سرد، هیچ گاه از آزمایشگاه ها کاملاً بیرون نرفت. به عنوان مثال، تنها در آزمایشگاه های نیروی دریایی آمریکا در فاصله زمانی ۱۹۸۹ تا ،۱۹۹۹ بیش از ۲۰۰ آزمایش بر روی همجوشی سرد انجام شد تا مشخص شود آیا امکان وقوع واکنش های هسته ای انرژی زا در دمای اتاق وجود دارد یا خیر و اکنون بسیاری از محققان بر این باورند که وقوع چنین پدیده شگفت انگیزی ممکن است (واکنشی که تا پیش از آن تصور می شد تنها در دمای چندین میلیون درجه ای قلب ستاره ها ممکن است). اگر همجوشی سرد قابل کنترل شود، بسیاری از مسائل انرژی جهان حل خواهد شد و بنابراین جای تعجب نیست که وزارت انرژی آمریکا به نتیجه تحقیقات همجوشی سرد، علاقه مند باشد. وزارت انرژی آمریکا در دسامبر ۲۰۰۴ طی یک بررسی مشروح بر روی مجموعه آزمایش های انجام شده در ارتباط با همجوشی سرد این مسئله را یک مسئله باز اعلام کرد و از تامین منابع مالی برای انجام آزمایش های بیشتر در مورد این پدیده ناشناخته خبر داد. این حرکت وزارت انرژی آمریکا، چرخشی ۱۸۰ درجه ای در باورهای قبلی محسوب می شود. اولین گزارش رسمی این وزارتخانه در مورد مسئله همجوشی سرد به ۱۵ سال پیش بازمی گردد. در آن گزارش آمده بود که آزمایش های «مارتین فلشمن» (Martin Fleischmann) و «استنلی پونز» (Stanley Pons) از دانشگاه یوتا که برای اولین بار در جهان، امکان وقوع همجوشی سرد را در ۱۹۸۹ مطرح کرده بودند، غیر قابل تکرار و احتمالاً نادرست است. این دو فیزیکدان طی آزمایشی به این نتیجه رسیده بودند که با فروبردن الکترودهایی از جنس پالادیم در آب سنگین می توان مقدار فراوانی انرژی آزاد کرد. آنها معتقد بودند که اِعمال ولتاژی بر روی الکترودهای مزبور، منجر به نفوذ و حرکت هسته های دوتریم در شبکه مولکولی پالادیم شده و با غلبه بر نیروی دافعه الکترواستاتیک، این هسته ها به همدیگر جوش خورده و انرژی آزاد می کنند. اما مسئله اصلی در مورد پدیده همجوشی سرد آن است که براساس تمامی نظریه های پذیرفته شده علمی، وقوع همجوشی هسته ای در دمای اتاق، پدیده ای غیرممکن است. «دیوید ناگل» (David Nagel) از دانشگاه جورج واشینگتن در این باره معتقد است همان گونه که ۴۰ سال طول کشید تا پدیده ابررسانایی توسط علم تبیین شد، نمی توان امکان وقوع همجوشی سرد را (حتی اگر علم فعلی بشر آن را غیرممکن بداند) نادیده گرفت. ● مسئله افق کیهانی جهان ما در مقیاس کیهانی به طرز شگفت انگیزی یکنواخت به نظر می رسد. اگر از یک سوی جهان قابل مشاهده تا سوی دیگر آن نظر افکنیم، خواهیم دید که تابش ریزموج پس زمینه کیهانی (Cosmic Microwave Background Radiation) که تمامی کیهان را پر کرده است، در سرتاسر جهان دمایی یکسان دارد. ممکن است این مسئله در نگاه اول، چندان عجیب و غریب به نظر نرسد اما به یاد داشته باشیم که دو سوی کیهان قابل مشاهده، ۲۸ میلیارد سال نوری با همدیگر فاصله دارند و این در حالی است که از عمر جهان ما تنها ۱۴ میلیارد سال می گذرد. از آنجایی که هیچ چیز نمی تواند سریع تر از نور حرکت کند پس برای تابش گرمایی هیچ راهی وجود نداشته که در این مدت کوتاه، از یک افق کیهانی به افق دیگر رسیده و نقاط گرم تر و سردتر را متعادل کرده و تعادل گرمایی موجود در کیهان را که امروزه مشاهده می شود ایجاد نماید. این «مسئله افق کیهانی» دردسر بزرگی برای کیهان شناسان محسوب می شود، آنچنان دردسری که در بعضی موارد برای رهایی از آن، دست به دامان راه حل های نه چندان معقولی نظیر مدل «تورم کیهانی» ((Inflationary Model شده اند (و اصطلاحاً خود را از چاله به چاه انداخته اند). در مدل تورمی چنین فرض می شود که کل جهان در اولین لحظات پس از پیدایش خود دچار یک انبساط ناگهانی فوق العاده عظیم شده است، به طوری که تنها ظرف ۳۳ ۱۰ ثانیه، ۱۰۵۰ برابر شده است! هرچند با چنین فرضی می توان مسئله افق کیهانی را حل شده پنداشت، اما همان طور که «مارتین ریس» (Martin Rees)، اخترفیزیکدان مشهور دانشگاه کمبریج می گوید: «مشکل اصلی اینجاست که هیچ کس نمی داند چه عاملی می توانسته این انبساط ناگهانی (تورمی) را ایجاد کرده باشد.» بنابراین در عمل، نظریه تورمی یکی از مسائل جهان را حل می کند اما مسئله دیگری به جای آن ایجاد می کند. فرض دیگری که می تواند مسئله افق کیهانی را حل کند، فرض متغیر بودن سرعت نور است، اما باز هم چرایی این تغییر، بی پاسخ می ماند. خلاصه اینکه باید گفت یکنواختی تابش ریز موج پس زمینه کیهانی، علتی ناشناخته دارد. ● پرتوهای کیهانی با انرژی فوق العاده زیاد بیش از یک دهه است که فیزیکدان ها پرتوهای کیهانی ای را مشاهده کرده اند که براساس نظریه های موجود نباید وجود داشته باشند! پرتوهای کیهانی ذراتی زیر اتمی هستند که با سرعتی نزدیک به سرعت نور در گستره کیهان در حرکتند. این ذرات عموماً پروتون هستند، هرچند که هسته های اتمی سنگین نیز در میان آنها به چشم می خورد. دانشمندان بر این باورند که منبع برخی از این پرتوها احتمالاً انفجار های عظیم ابر نواختری است، اما چگونگی ایجاد پرانرژی ترین این پرتوها که پرانرژی ترین ذراتی هستند که در جهان مشاهده شده اند هنوز برای بشر ناشناخته است. براساس نظریه های پذیرفته شده در فیزیک، این پرتوهای کیهانی تنها می توانند از منبعی در درون کهکشان ما ایجاد شده باشند و نه خارج از آن. اما اخترشناسان هیچ منبعی را در درون کهکشان پیدا نکرده اند که بتواند چنین ذرات پرانرژی ای ایجاد کند. پس این ذرات پرانرژی از کجا آمده اند؟ ● ثابت های متغیر فیزیک در سال ،۱۹۹۷ اخترشناسی به نام «جان وب» (John Webb) با همکاری گروهش از دانشگاه نیوساوث ولز استرالیا، نوری را که از اختروش های دوردست به زمین می رسد، تجزیه و تحلیل کرد. نور این اختروش ها طی سفر ۱۲ میلیارد سال نوری تا زمین از میان ابرهای میان ستاره ای حاوی عنصر های فلزی نظیر آهن، نیکل و کرم عبور می کنند. وِب دریافت که انرژی فوتون های جذب شده از نور اختروش ها توسط اتم های فلزی مزبور با آنچه مورد انتظار است، تفاوت دارد. اگر چنانچه مشاهد ه های انجام شده صحت داشته باشد، تنها توضیح قابل قبول برای این پدیده عجیب آن است که باید ثابت آلفا (که یکی از ثابت های بنیادین فیزیک محسوب می شود) در زمانی که نور اختروش در حال عبور از میان ابرهای میان ستاره ای بوده، مقداری متفاوت از مقدار فعلی داشته باشد. اما این امر خود، تحولی اساسی در علم فیزیک محسوب می شود، چرا که آلفا ضریب ثابت فوق العاده مهمی است که چگونگی برهم کنش نور با ماده را تعیین می کند. علاوه بر آن، این کمیت براساس نظریه های فعلی باید مقداری ثابت داشته باشد، چراکه خود به ثابت های بنیادین دیگری نظیر بار الکترون، سرعت نور و ثابت پلانک وابسته است (مگر آنکه برخی از این ثابت های بنیادین نیز متغیر بوده و با گذشت زمان تغییر کنند). در ابتدا هیچ فیزیکدانی نمی خواست صحت اندازه گیری های انجام شده توسط وِب را بپذیرد. حتی خود «وب» و تیمش نیز سال ها در تلاش بوده اند تا بلکه خطایی در اندازه گیری های خود بیابند، اما تمامی این تلاش ها تاکنون بی نتیجه بوده است.روزنامه شرق