چهار حالت ماده، چهار حالت جاذبه و ضد جاذبه

در گذشته برای جهان چهار حالت ماده در نظر می گرفتند. خاک، آب، باد و آتش.

در ادامه می خواهیم از این چهار حالت ماده ذکر شده توسط پیشینیان، عالم هستی و برخی از پدیده های اطرافمان را با کمک نظریات جدید توجیه نماییم.

همه ما با چهار حالت ماده آشنایی داریم، که عبارتند از : جامد (خاک)، مایع (آب)، گاز (باد) و پلاسما (آتش، اتر، پلاسما، انرژی تاریک و ...)

در بالا در مورد فضا-زمان صحبت کردیم و گفتیم که هر چه جسم دارای جرم بیشتری باشد، فضا-زمان فشرده تری دارد. از این حالت می توانیم این نتیجه را بگیریم که 4 حالت فضا-زمان کلی داریم.

فشرده ترین فضا-زمان را جامدات دارند و کمترین فشردگی فضا-زمان را پلاسما دارد.

البته در این قسمت باید توجه داشته باشیم که نور هیچگونه فضا-زمانی ندارد، زیرا جرم ندارد و هرآنچه که جرم نداشته باشد، فضا-زمان نیز نخواهد داشت.

در این قسمت به بررسی جاذبه از دیدگاهی جدید می پردازیم. نظریات گذشته، چه نیوتنی و چه انیشتینی، نظر بر این داشتند که جاذبه یک نیرویی است که یا جسم را به پایین می کشد و یا آنکه از بالا بر آن فشار وارد می کند.

حال می خواهیم بگوییم که هیچگونه نیروی جاذبه ای وجود ندارد! یعنی در اصل آنچه که به عنوان جاذبه شناخته شده است توجیهی برای فضا-زمان بوده است!

در جهان هستی چهار نوع ماده وجود دارد با فشردگی فضا-زمان های متفاوت، که در اصل جاذبه را ایجاد می کنند. اگر در مجاورت یک جرم بزرگتر از خود قرار بگیرید، به سمت آن متمایل می شوید و در اصطلاح توسط نیروی جاذبه آن جذب می شوید. نیروی جاذبه مایعات کمتر بوده و می توانند تا حدودی آزادانه تر حرکت کنند. گازها نسبت به مایعات دارای فضا-زمان با فشردگی کمتری هستند، در نتیجه نسبت به مایعات آزادانه تر حرکت می کنند. در نهایت، پلاسما قرار می گیرد که نمونه ملموس آن آتش (قسمتی از آتش که دیده نمی شود) را می توان تصور کرد که از تمامی حالات ماده آزادانه تر در جهان می تواند حرکت کند.

مثالی را بیان می کنم تا بتوان مطلب را بهتر درک کرد. اگر یک بطری برداشته و مقداری خاک، آب و قسمتی از آن را خالی (پر از هوا) بگذاریم، سپس درب آنرا بسته به شدت تکان دهیم، پس از مدتی که ساکت قرار گیرد، ذرات خاک ته نشین شده، بر روی آن آب و در آخر هوا را می بینیم. همانگونه که در این آزمایش ساده می توان مشاهده کرد، ذرات با فضا-زمان های مختلف از یکدیگر جدا شده و ذرات با فضا-زمان مشابه در کنار یکدیگر قرار می گیرند. این عمل در هرجای عالم که انجام شود، همین نتیجه را خواهد داشت، البته بستگی به فشردگی فضا-زمان آن محل، زمان انجام آن متغیر خواهد بود، مثلاً در فضا در زمان طولانی تری و در مکان هایی با فضا-زمان فشرده تر، سریعتر انجام خواهد گرفت.

اصل این اتفاق به اصل بی نظمی عالم باز می گردد و چون بطری یک سیستم بسته محسوب می شود، بی نظمی آن تا آنجایی پیش می رود که به تعادل برسد. در اینجا، تعادل را بر جدا شدن کامل ذرات با فضا-زمان های مختلف از یکدیگر می گذاریم. ذرات با فضا-زمان با فشردگی کمتر، آزادی برای پراکندگی بیشتر و بی نظمی بیشتری دارند و در نتیجه تمایل به فرار از این حالت را دارند. در عین حال تمایلی به ترکیب با ذرات با فضا-زمان های دیگر را ندارند، در نتیجه از آنها نیز دور می شوند. نتیجه آزمایش همانی می شود که همیشه مشاهده می کنیم. در این حالت می توانیم ببینیم که جدا شدن ذرات بر اساس جاذبه نیست، بلکه بر اساس فضا-زمان ذرات و تمایل به بی نظمی موجود در آنها است.

حال بر می گردیم به کره زمین. بر روی کره زمین نیز دقیقاً همین حالت صادق است. در مرکز، خاک، بر روی آن آب، بر روی آب هوا و در نهایت، مابقی را پلاسما تشکیل می دهد.

آیا تا به حال با خود فکر کرده اید که چرا یک جسم جامد هنگامی که رها می شود به سمت زمین می افتد؟ چرا مایعات بر روی زمین جریان دارند؟ و چرا گازها به خودی خود به سمت بالا حرکت می کنند؟ آیا تاکنون فکر کرده اید که در کره زمین، گازها تا کجا می توانند بالا بروند؟ آیا دقت کرده اید تا یک حدی بالا رفته و در آنجا متوقف می شوند؟ آیا دقت کرده اید که برای پرتاب موشک از هوا استفاده نمی شود، بلکه از پیشرانه آتش استفاده می کنند؟ در ادامه اقدام به پاسخ به این سوالات با نظریات جدید می نماییم.

بحث را با گازها آغاز می کنیم. همانطور که گفتیم ذرات تمایل به بی نظمی دارند، در نتیجه برای مثال اگر حجمی از گاز هیدروژن را درون یک بالن قرار دهیم و بالن را آزاد کنیم به آسمان رفته و در نقطه ای (احتمالاً در محدوده ای از آسمان) به صورت شناور قرار می گیرد. دلیل این حالت، ضد جاذبه بودن نیست، بلکه در درجه اول تمایل به بی نظمی و در درجه دوم عدم تمایل به جذب شدن توسط ذرات با فضا-زمان های دیگر می باشد. حال اگر قرار بر ضد جاذبه باشد، و جاذبه نیوتنی (و یا حتی انیشتینی) را در نظر بگیریم، گاز باید بتواند به بالا تر نیز برود، در حالی که چنین اتفاقی رخ نمی دهد. علت آن این است که محدوده فضا-زمانی گاز همین جاست و نمی تواند وارد محدوده فضا-زمانی پلاسما شود، که دلیل آن هم همان دلیلی است که گاز ها نسبت به فضا-زمان های فشرده تر از خود دارند، پلاسما اجازه ورود گاز با فشردگی فضا-زمان بیشتر به محدوده با فشردگی فضا-زمان کمتر را نمی دهد.

حال که با تئوری های جدید این مسئله را بررسی کردیم، بحث را به سمت پلاسما می بریم و اینکه چگونه یک موشک می تواند به فضا پرتاب شود، با توجه به اینکه دیگر جاذبه ای از سمت زمین برای جسم در نظر نمی گیریم.

برای بررسی این مسئله باز هم با مثالی دیگر آغاز می کنیم. ما بر روی زمین هستیم و موشکی داریم که با نوعی سوخت جهت پرتاب آماده کرده ایم. دلیل وزن داشتن آن این است که نوع فضا-زمان موشک که جسمی جامد است از نوع خاک و دارای همان مقدار فشردگی فضا-زمان است (البته به صورت تقریبی). بنابراین طبق صحبت های گذشته، هر چقدر جرم اتمی ذرات آن بیشتر باشد وزن آن بیشتر خواهد شد، زیرا جایگاه آن درون فضا-زمان خود ( زمین) است و نه در فضا-زمان هوا (جو زمین). حالا می خواهیم موشک را به فضا پرتاب کنیم. اولین چیزی که به ذهن می رسد، مقدار نیروی لازم برای غلبه بر جاذبه زمین می باشد. همانطور که گفتیم، جاذبه زمین دیگر تعریف گذشته را ندارد و تعریف جدیدی پیدا کرده است، در نتیجه باید یک راه حل جدید ارائه کنیم.

در اینجا به یک اصل جدید اشاره می کنیم. برای آنکه جسمی از جنس فضا-زمان با فشردگی بیشتر بتواند به جایگاهی در محیطی با فشردگی فضا-زمان کمتر وارد شود باید یک "حامل" داشته باشد. حامل باید از نوع فضا-زمان مقصد باشد با "جرمی بیش از" جرم جسمی که قرار است حمل شود تا حامل بتواند آنرا تا محدوده فضا-زمان مقصد منتقل کند.

در مثال ما، حامل آتش خروجی از موشک هنگام پرتاب است. احتمالاً در فیزیک کلاسیک پرتاب موشک به اینصورت بیان می شود که آتش خروجی از موشک فشاری را وارد می کند که باعث غلبه بر جاذبه، پرتاب و به بالا رفتن موشک شود. اصلاً چرا از آتش استفاده می شود؟ چرا از گاز استفاده نمی شود؟ اگر هدف غلبه بر نیروی جاذبه زمین است (طبق تعریف کلاسیک آن)، چرا از فشار هوا استفاده نمی شود؟

در هر صورت، این نظریه هر توجیهی که داشته باشد فقط تا هنگام خروج از جو ممکن است بدون اشکال باشد، اما ما می دانیم که هنگامی که موشک به فضا وارد می شود، باز هم با پیشرانه آتش خود می تواند به جلو حرکت کند. این حالت را فیزیک کلاسیک چگونه توجیه می کند؟

جواب این سوالات را برعهده شما می گذاریم و بر می گردیم به ادامه بحث و توجیه بر اساس تئوری های جدید. همانطور که گفتیم، پس از آتش کردن موشک، آتش خروجی در هر لحظه باید جرمی بیش از جرم موشک داشته باشد. در این حالت آتش خروجی (که در اصل همان پلاسما محسوب می گردد)، تمایل به بی نظمی دارد. چون در سمت زمین، فضا-زمان با فشردگی بیشتر وجود دارد، در نتیجه آتش خروجی فرار از این فضا-زمان را انتخاب می کند و به سمت بالا می رود. چون موشک بر سر راه فرار آن قرار دارد، به ناخواه موشک را نیز با خود حمل می کند و آتش خروجی می شود حامل و موشک می شود جسم مورد حمل. در اینجا ما بر روی فشار های موجود در فیزیک کلاسیک بحث نمی کنیم، بلکه بر روی بی نظمی می خواهیم تمرکز کنیم.

دقت داشته باشید که اگر آتش خروجی از موشک در هر لحظه از جرم موشک کمتر باشد، فضا-زمان موشک و تمایل به بازگشتن به فضا-زمان خود غلبه کرده و در اصل موشک حامل می شود. اگر جرم هر دو در هر لحظه یکسان باشد، موشک به حالت شناور در می آید و نه به بالا و نه به سمت پایین حرکت نمی کند. در نهایت اگر جرم آتش بیشتر باشد، موشک را به سمت فضا هدایت می کند. در اینجا توجه داشته باشید که ما هیچگونه فشاری را در محاسبات لحاظ نکردیم و به خوبی می توانیم نتیجه را پیش بیینی کنیم و حتی می توان گفت که شدت فشار ایجاد شده، برابر با مقدار جرم خروجی آتش می باشد. نکته دیگری که باید به آن توجه داشت این است که، هرچه جرم حامل بیشتر باشد، سرعت حرکت آن نیز بیشتر خواهد شد.

در نتیجه، طبق تئوری های ارائه شده، ما نیازی به فشار برای خروج از فضا-زمان کره زمین نداریم. در حقیقت کافی است که ما بتوانیم ماده ای هم جرم (یا بیشتر) با جسمی که قصد فرستادن آن به فضا را داریم پیدا کرده و به عنوان حامل از آن استفاده کنیم.

نکته دیگر که در این قسمت قابل توجه است، آن است که اگر بتوان به نجوی انرژی آتش خروجی از موشک که در یک لحظه خارج می شود و نیروی کافی جهت حرکت موشک به سمت بالا دارد را مهار کنیم (یا مشابه آن را با همان ماهیت فضا-زمان استفاده کنیم)، به گونه ای که مثلاً در محفظه ای نگهداری کنیم و امکان فرار از آن محفظه را نداشته باشد، در آن صورت نیاز به سوختن مداوم سوخت موشک نداریم و می توانیم از همان انرژی ذخیره شده برای پرتاب موشک استفاده کنیم. برای درک بهتر این حالت، بالنی را در نظر بگیرید که داخل آنرا با گاز پر می کنیم، این بار بتوانیم با انرژی خروجی از موشک یا همان آتش (قسمت نامرئی آتش) پر کنیم تا بتوانیم به فضا برویم. البته در حال حاظر با علم و تکنولوژی های موجود، چنین کاری غیر ممکن است، ولی به امید آنکه با تئوری های جدید، به زودی تکنولوژی های جدیدی خلق شوند.

حال می رسیم به این نکته که هنگامی که موشک در فضا-زمان پلاسما قرار گرفت، چگونه با آتش خروجی خود به سمت جلو حرکت می کند. توجیه این مسئله را با یک نظریه جدید پی می گیریم، به این صورت که، هر جسمی که در فضا-زمان مطلق خود قرار گیرد، می تواند به صورت آزادانه به هر سمتی حرکت کند. البته طبق این نظریه، هرچه فشردگی فضا-زمان کمتر باشد، آزادی حرکت نیز بیشتر خواهد شد. البته حرکت آن نیاز به پیشرانه (حامل) از نوع همان فضا-زمان و یا با فشردگی کمتر نیاز است. در نتیجه موشک باز با همان پیشرانه آتش خود می تواند به هر سمتی که تمایل دارد حرکت کند.

حال اگر طبق تئوری های جدید به مسائل فکر کنید، می بینید که قوانین حاکم بر حالت های دیگر ماده در ارتباط با یکدیگر نیز به خوبی از قوانین ذکر شده پیروی می کنند.