مقدمه
اين نگرش نو به امواج الكترومغناطيسي موانع متعددي را از پيش پاي علم فيزيك برداشت ودانشمندان را براي مطالعه ي پديده هاي ناشناخته ي جهان كه ساليان سال با آن دست به گريبان بودند ياري كرد. بنابر نسبیت و مکانیک کوانتوم، فوتون كه در حقيقت ذره ي حامل انرژي است داراي
جرم و انرژي سكون صفر سرعت c
که در آن 
است . همچنين فوتون ها در گسيل و جذب تابش توليد يا نابود مي شوند و با ذراتي مانند الكترون برخورد ذره گونه انجام مي دهند.
با ابداع نظريه ي كوانتومي تابش و نسبيت خاص در اوايل قرن بيستم، زمينه براي توصيف عالم به خوبي فراهم گرديد. دانشمندان با مطالعه طيف هاي جذبي ستارگان و كهكشان هاي دوردست به اين موضوع پي بردند كه در اين خطوط با توجه به كم نور شدن منبع تابش (ستاره يا كهكشان) يك جابه جايي به سوي قرمز طيف ملاحظه مي شود آنان اين پديده (قرمز گرايي ) را مربوط به فرار كهكشان ها تلقي نمودند و به دنبال آن مشخص شد كه اين گرايش به قرمز با افزایش فاصله ی كهكشان ها نسبت به زمین بيشتر مي شود.
ادوين هابل با ارايه رابطه اي نشان داد كه كهكشان هاي دورتر بايد سرعت گريزشان از ما بيشتر از كهكشان هاي نزديك تر باشد تا اين قرمز گرايي طيف توجيه گردد و به اين صورت جهان مي بايست در حال منبسط شدن باشد اين گونه بود كه بزرگترين كشف قرن بيستم (انبساط جهان ) رقم خورد. اما سئوالي كه اينك مطرح مي شود اينست كه انرژي لازم براي گريز كهكشان ها از كجا تامين مي شود تا كهكشانها بتوانند با سرعتي غير قابل تصور و با شتابي روز افزون از ما دور شوند؟ جواب اين سئوال مشخص است انرژي تاريك مسئول اين كار است انرژي كه تنها دانشمندان موفق شدند براي آن نامي كشف كنند نه چيزی بيشتر.
مشکل کجاست؟
در نسبیت فوتون دارای جرم حالت سکون صفر است و تنها در شرایط سرعت نور تولید می شود. اما نسبیت هیچ توضیحی در این مورد ندارد که فوتون چگونه تولید می شود و اجزای تشکیل دهنده ی فوتون چیست که موجب می شود فوتون با سرعت نور حرکت کند؟ همچنین مکانیک کوانتوم نیز در این مورد توضیحی ندارد. افزون بر آن طبق نظر دیراک فوتون یک نقطه ی مادی است که نمی توان ساختمان آن را مورد بررسی قرار دارد. اما شواهد تجربی بسیاری وجود دارد که با فرض دیراک در مورد فوتون ناسازگار است. بهمین دلیل نظریه ریسمانها مطرح شد. نظریه ی ریسمانها نیز به ساختمان فوتون بی توجه است، در حالیکه نظریه سی. پی. اچ. برای اولین بار ساختمان فوتون را مورد بررسی قرار داد. به همین دلیل در ادامه با توجه به نظریه سی. پی. اچ. و ساختمان فوتون، بحث را ادامه می دهم.
نظريه سي. پي. اچ و انتقال به قرمز
با در نظر گرفتن اینکه طبق نظریه سی. پی. اچ. انرژي فوتون ها تابع ذرات زير كوانتومي به نام سي. پي. اچ است که در این صورت خواهیم داشت
مقدار
n
بستگي به انرژي تابش دارد، چنانچه تابش پر انرژي باشد فوتون هاي آن از تعداد سي. پي. اچ هاي بيشتري برخوردار است. بنابراين تراكم سي. پي. اچ ها در يك تابش مشخص كننده ي انرژي آن تابش است. اين ذرات بنا بر نظريه ي سي. پي. اچ هیچگاه نسبت به هیچ دستگاهی به حالت سکون در نمی آیند و دارای دو دو حرکت انتقالی و دروانی ( اسپین) هستند و همراه فوتون با سرعت نور حركت مي كند، همچنین اسپين اين ذرات ثابت نبوده و تحت شرايط محيطي تغير مي كند.
سي پي اچ ها در يك فوتون بر اثر تداخل اسپيني (برخورد یا تماس با یکدیگر)، یکدیگر را می رانند و بصورت یک تابع احتمالی از ساختمان فوتون خارج مي شوند و در تابش ايجاد افت انرژي مي كنند. روند خروج سي پي اچ ها از تابش با كم شدن چگالي انها در فوتون كاهش مي يابد و نهايتا در طول موج مشخصي احتمال اين خروج به سمت صفر میل مي کند . بعضي از عوامل مانند گرانش باعث تشديد خروج یا ورود سي. پي. اچ ها به ساختمان فوتون مي شود. خروج سی. پی. اچ. ها هنگام انقال به سرخ (هنگامیکه فوتون در حال فرار از میدان گرانشی است) و ورود آنها هنگام انتقال به آبی صورت می گیرد
با فرض اینکه يك فوتون از تعدادي سي. پي. اچ تشكيل شده كه اين سي. پي. اچ ها داراي اسپين هستند و بر اثر تماس یکدیگر را می رانند، آنگاه می توان پذیرفت که با افزایش چگالی سی. پی. اچ. در ساختمان فوتون، احتمال برخورد آنها نیز افزایش می یابد و علاوه بر آن طی شدن مسافت طولانی توسط فوتون (یا گذشت زمان بیشتر) نیزاحتمال خروج سی. پی . اچ را افزایش می دهد .
فرض کنیم یک فوتون گاما از تعداد
n
سی. پی. اچ. تشکیل شده که با طی کردن مسیر
d1
در فضا یک عدد سی. پی. اچ. از آن خارج می شود. بنابراین برای فوتون دلخواه که از تعداد
n1
سی. پی. اچ. تشکیل شده است، احتمال خروج
P(exit) , cph
سی. پی. اچ. از فوتون در فاصله ی
d1
برابر خواهد شد با
و الزاما
n1
انگاه براي مسير دلخواه
d
خواهيم داشت
دريك تابش پر انرژي مانند پرتو گاما به علت بالا بودن چگالي سي پي اچ هاي موجود درفوتون هاي آن نسبت به يك تابش با انرژي كمتر مانند تابش ماكروويو خروج سي پي اچ ها از شدت بيشتري برخوردار است زیرا تراكم سي پي اچ ها موجب افزايش تداخل اسپيني (برخورد) سي پي اچ ها شده و به دنبال آن احتمال خروج افزايش مي يابد. بر اساس اين ديدگاه یکی از دلایل قرمز گرايي خطوط طيفي ستار گان و كهكشان هاي دور دست ناشي از تحليل انرژي نور ارسالي از آنها مي باشد كه با افزايش فاصله اين تحليل انرژي نيز افزايش مي يابد و به دنبال آن طول موج تابش دريافت شده نسبت به طول موج اوليه بيشتر خواهد شد..بنابراين هرچه چشمه ي گسيل دهنده ي تابش در فاصله ي دورتري از ما قرار داشته باشد احتمال خروج سي پي. اچ. های بیشتری وجود خواهد داشت.
با این نگاه جديد به انتقال به قرمز طيف ستارگان و كهكشانها از ديد سي. پي .اچ وجود مقوله يیچیده ی انرژي تاريك که هنوز توضیح قابل قبولی برای آن داده نشده، ديگر غير ضروري به نظر مي آيد و انتقال به قرمز را نمی توان تنها ناشی از انبساط جهان دانست. انبساطی که به موجب آن كهكشان ها با حجم عظيمي از ماده با سرعتي بسیار بالا در حال فرار هستند
با توجه به فرض خروج سي پي اچ است كه تابش زمينه به عنوان حالتي خاص از افزايش طول موج تابش هاي كيهاني مورد توجه قرار مي گيرد نه بازمانده اي از انفجار بزرگ.
قاسم رضايي راد
rezaerad@yahoo.com
توضیح سی. پی. اچ
نگرش جالب و تحسین برانگیز دوست عزیز جناب آقای قاسم رضایی راد موجب خوشحالی است که ایشان درک عمیقی از نظریه سی. پی. اچ. پیدا کرده اند. ضمن تایید این دیدگاه لازم می دانم متذکر شوم که با هر انفجاری در جهان اسپین سی. پی. اچ. ها به حرکت انتقالی تبدیل می شود و این خود نیز می تواند موجب دور شدن کهکشانها گردد. اما انتقال به قرمز را نمی توان تنها ناشی از انبساط جهان دانست. هرچند دلایل زیادی در مورد انتقال به قرمز نور متساعد شده از کهکشانها ارائه شده است، اما نگرش آقای رضایی راد با توجه به ساختمان فوتون و نظریه سی. پی. اچ. نخستین تحلیل در این زمینه محسوب می شود
پیشرفت روز افزون ایشان را آرزومندم
حسين جوادي