تلفن بى امان زنگ مى زد، شدیداً عصبى شده بود. هر بار که تمرکز مى کرد تا چند خطى بنویسد سروصداها امان نمى دادند و به قول معروف فعل و فاعل را پس و پیش مى کرد. این مرتبه پرید و تلفن را قطع کرد. نفس راحتى کشید و دوباره شروع کرد. نوشته هایش را از اول خواند، چشمش به متن بود اما گوشش صداى تلویزیون را از اتاق کنارى مى شنید. با عصبانیت در اتاق را به هم کوبید. اما فایده اى نداشت، سروصداى خیابان خیلى زیاد بود تصمیم گرفت گرما را تحمل کند و پنجره اتاقش را هم ببندد اما خنده دار بود! از درز این پنجره، پشه ها، رفت و آمد مى کنند چه برسد به امواج صوتى! با دو دستش گوشهایش را گرفت، اما از آنجایى که دست سومى براى نوشتن نداشت، تسلیم شد و آنها را رها کرد!

پنجره آشپزخانه خوشبختانه به کوچه خلوتى باز مى شد تصمیم گرفت آنجا را براى نوشتن انتخاب کند ولى این مکان هم متعلق به یک زندگى مدرن و شهرى بود و باید صداى وسایل و تجهیزات را تحمل مى کرد آنقدر حساس شده بود که از صداى نفس خودش هم تنفر داشت. دهانش خشک بود و تپش قلب گرفته بود وخلاصه اینکه اصلاً نمى توانست روى نوشته هایش تمرکز داشته باشد.

آلودگى صوتى چیست؟

بحث آلودگى بحث مفصلى است، سالهاست که در مورد آلودگى هوا و آلودگى آب و محیط زیست و خاک، مطالب بسیارى شنیده ایم. اما آلودگى جدیدترى که مجبور به تحمل آن هستیم «آلودگى صوتى» است.

همه ما به شکلهاى مختلف سروصدا را تحمل مى کنیم. در بعضى شرایط خود ما منبع مولد این صدا و در برخى حالات قربانى آن هستیم. درست مانند افراد سیگارى و غیرسیگارى که هر دو از دود موجود در محیط آسیب مى بینند. البته به طور حتم فردى که قربانى یک امر غیرارادى و ناخواسته است همیشه بیشتر آسیب مى بیند.

متأسفانه بسیارى از ما فراموش مى کنیم فضا و محیطى که در آن بسر مى بریم متعلق به همه ماست و به فرد و گروه خاصى تعلق ندارد! گاهى اوقات با دیدن «آدم بزرگهاى»! مشکل ساز و مولد صداهاى ناهنجار خاطره سالهاى کودکى و حیاط مدرسه زنده مى شود، بچه هاى زورگو و بى منطقى که فکر مى کردند تمام حیاط متعلق به آنهاست و فضایى براى دانش آموزان به اصطلاح مظلومتر در نظر نمى گرفتند! حال و روز آدمها در زندگى اجتماعى هم به همین شیوه است. هر کدام ما در شرایطى مجبور هستیم سروصداهایى را ناخواسته تحمل کنیم چون اطرافیانمان یاد نگرفته اند که چگونه به هم احترام بگذارند!

سروصدا و سلامت انسان

سازمان بهداشت جهانى اعلام کرده است که شلوغى و صداهاى آزاردهنده مى تواند روى سلامت انسان و نحوه رفتارهاى او تأثیر بگذارد.

تحقیقات نشان داده است افرادى که در اطراف مراکز شلوغى چون فرودگاهها یا ایستگاههاى راه آهن و… زندگى مى کنند، در مقایسه با سایرین به دفعات بیشترى دچار سردرد مى شوند و احتمال بروز تصادفات کوچک در مورد آنها بیشتر است. این افراد اعتیاد بیشترى به مصرف قرصهاى مسکن و خواب آور پیدا مى کنند.

تفاوت آلودگى صوتى با سایر آلودگیها

این آلودگى از جهات زیر با سایر آلودگیهایى چون هوا، آب، خاک و… فرق دارد.

?- آلودگى صوتى گذراست به این معنا که وقتى منبع آلودگى از بین برود محیط از آسیب آن حفظ مى شود. براى مثال یک ماشین زباله پرسروصدا که کارکنان آن با بى دقتى هنگام حمل زباله، آنها را به اطراف پخش مى کنند پس از ترک محل صدایى از خود بر جاى نمى گذارند اما آلودگى اى که در محیط ایجاد مى کنند باقى مى ماند.

?- سایر انواع آلودگى را مى توان اندازه گیرى کرد، گرچه در مورد صوت مى توان هر صدا را به تنهایى اندازه گرفت اما سنجش و ارزیابى صداى کلى محیط کار مشکلى است. و تبیین میزان واقعى و آستانه خطر واقعى این آلودگى در مقایسه با سایر آلودگیها سخت است.

?- تعیین و تفسیر و توصیف شلوغى و صداى آزاردهنده کاملاً نسبى است. در حالی که جوانى پرهیجان از صداى غرش موتوسیکلت یا لوله اگزوز دستکارى شده ماشینش لذت برده و به شور و وجد مى آید شخص دیگرى شدیداً آزار مى بیند!

یکى از عوامل تعیین کننده آلوده بودن یا نبودن چیزى بسته به آن دارد که چه مقدار آن عامل به سلامت ما آسیب مى رساند و از آنجایى که سروصدا عامل استرس و عامل بسیارى از بیماریهاى انسان است مى توان گفت شلوغى و سروصدایى که باعث رنجش ما باشد، آلوده کننده محیط زندگیمان محسوب مى شود.

عوامل تشدید کننده آلودگى یک صدا

«بلندى» یک صدا تنها یکى از اجزاى تأثیرگذار آن بر انسان است. زمان، مکان مدت تأثیرپذیرى، منبع مواد صوت، شرایط روحى شنونده و کنترل یا عدم کنترل او بر آن صدا خود مى تواند صدایى را آزاردهنده یا روح افزا کند.

صداى باز نشدن یک بسته بیسکویت هرگز در گوشه اى از خیابانى شلوغ توجه ما را جلب نمى کند. به عبارتى آن را نمى شنویم اما همین صدا اگر در کتابخانه اى خلوت یک هفته پیش از امتحان کنکور! در حالی که شب را نخوابیده ایم و الآن ساعت ? بعدازظهر است و… شنیده شود از صداى ناشى از هیجان آتش بازى چهارشنبه سورى و استفاده از انواع نارنجکها، سیگارتها، دینامیتها، ترقه ها و… در میان خنده و هلهله جمعى جوان بلندتر و آزاردهنده تر به نظر مى رسد!

واحد اندازه گیرى صوت:

(dB) یا دسى بل واحدى است که در این مقاله زیاد به آن برخورد مى کنیم و واحد اندازه گیرى شدت صوت است. این واحد لگاریتمى است، به این معنا که ? برابر شدن شدت صوت به مفهوم ? برابر شدن واحد دسى بل نیست.

مفهوم بلندى یک صدا در گوش انسان، مفهومى نیست که مستقیماً به واحد دسى بل مرتبط باشد شدت صوت با مسافت هم نسبت عکس دارد.که این نسبت هم تابع ارتباطات عددى معمول نیست براى نمونه یک صداى ??? دسى بلى در ?? متر در مسافت ?? متر db94 مى شود و در ?? مترى معادل ?? دسى بل (? برابر شدن مسافت ? واحد شدت صوت را کم مى کند) و…

سروصدا و دیدگاه روانشناسى:

تحقیقات نشان داده است که انسانهاى درون گرا در مقایسه با افراد برون گرا نسبت به سروصدا تحریک پذیرتر هستند و کوچکترین صداها مى تواند آرامش درونى آنها را به هم بزند.

در ضمن اینکه در زمان ناراحتى، افسردگى، نگرانى یا شرایط سخت عاطفى همچون طلاق، بیکارى، مرگ یک عزیز و… صداهاى عادى تر فرد را زودتر به ستوه مى آورند و آنها را شلوغى قلمداد مى کند.

تفاوت بین «صدا» و «سروصدا» چیست؟

واکنش ما در مقابل صداها یکسان نیست. همه ما هر روز صداهاى مختلفى را در شرایط و مکانهاى متفاوت مى شنویم که اگر آن صداها با امورى که انجام مى دهیم تداخل داشته باشد آن صدا در نظر ما شلوغى یا سروصدا مى آید.

صدایى که براى یک فرد آزاردهنده است مى تواند براى دیگرى لذت بخش باشد. براى مثال یک زوج جوان روستایى، صبحها مجبور بودند با صداى بانگ خروس از خواب بیدار شوند و این در حالى بود که خانم خانه با شنیدن صداى خروس با خوشحالى از خواب بیدار مى شد و آقا پیش از بیدار شدن خروس، رختخواب را ترک مى کرد تا مجبور نباشد با سروصداى او روز را شروع کند!

شلوغى و صداى بلند آسیبهاى بیش از آسیب گوش ایجاد مى کند!

سروصدا علاوه بر مشکلات شنوایى، مى تواند مشکلات قلبى- عروقى، تند شدن ضربان قلب، افزایش فشارخون، مشکلات گوارشى، کم شدن هوشیارى و پایین آمدن قدرت حافظه، عصبانیت، اتساع مردمک چشم و کم شدن دید را به وجود آورد.

همچنین یکى از مشکلاتى که در اثر سروصدا ایجاد مى شود، به هم خوردن عادات خواب و بى خوابى است که در شهرهاى بزرگ بسیارى از مردم با آن درگیر هستند.

شلوغى و بى خوابى

همه مى دانیم که سروصدا و شلوغى در داشتن یک خواب خوب مانع بزرگى است و مى تواند به راحتى آن را به هم زند، و به همین خاطر است که اکثر ما براى بیدار شدن از ساعت استفاده مى کنیم که هر چه میزان خوابمان سنگینتر باشد تعداد ساعتها یا صداى آنها را بیشتر مى کنیم!!

آلودگى صوتى باعث کاهش زمان خواب، یا افزایش تعداد دفعات بیدار شدن و به قول معروف از خواب پریدن مى شود.

براى اینکه یک صدا بتواند شخصى را از خواب بى خواب کند! چند عامل مهم است.

?- نوع صدا و آلودگى صوتى (مثلاً صداى یک بلبل یا صداى وزوز پشه!)

?- تکرار آن (صداى زنگ زدن یک ساعت یا به صدا درآمدن ? ساعت هر کدام به فاصله ? دقیقه از دیگرى)

?- مدت آن (صداى ریخته شدن آب در یک لیوان یا صداى چکه چکه کردن شیر آب به طور ممتد.)

?- شدت آن (صداى نفسهاى عادى هم اتاقى در خوابگاه دانشجویى یا صداى خروپف شدید او)

?- آستانه تحریک پذیرى یک شخص (شخص با صدایى به شدت ?? دسى بل بیدار مى شود اما شخصى دیگر در ?? دسى بل همچنان راحت مى خوابد و خم به ابرو نمى آورد.)

?- مراحل خواب، اینکه ما اول خوابمان باشیم یا عمیقاً خواب باشیم و هفت پادشاه را خواب ببینیم خیلى مهم است. قرار گرفتن شخص در مرحله عمیق خواب نیاز به شدت بیشترى از صوت براى بیدار شدن دارد.

- البته متغیرهاى دیگرى چون بالا رفتن سن هم مؤثر است. یک فرد جوان ممکن است به قول مادرش با صداى توپ و تانک هم بلند نشود اما یک پدربزرگ یا مادربزرگ با آهسته ترین صداى پاى نوه مچ او را مى گیرد!

- انگیزه براى بیدار شدن از خواب هم خود مهم است. روز کارى بیدار شدن و حضور در سر کار و کارت زدن آن هم ساعت ? صبح بسیار سختتر از بیدار شدن از خواب در روز جمعه آن هم ساعت 5/4 صبح و حضور در کوهستان است.

- از طرف دیگر سازش با سروصدا هم فاکتور مهمى است بسیارى از مادران کودکان خود را با صداى رادیو و تلویزیون مى خوابانند و تحریک پذیرى او در مقابل صدا کم مى شود. اما عده اى دیگر در زمان خواب کودک حتى در خانه قدم هم نمى زنند!

مقایسه شدت چند نوع صدا با یکدیگر:

- صداهاى موجود در خانه اى ساکت نه آپارتمانى شلوغ db ??

- صداى صحبت معمولى db ??

- صداى زنگ تلفن db ??

- صداى هواکش سالم نه خراب!! db ??

- صداى حاصل از ترافیک سنگین db ???

- صداى ناشى از موتور هواپیما db ???-???

این هم چند نکته:

- اگر کار شما به گونه اى است که باید صدایى با شدت db75 را براى ? ساعت در روز تحمل کنید مراقب گوشهاى خود باشید و فکر اساسى کنید.

- در صورتی که مایل هستید بدانید سروصدا چه تأثیراتى بر سیستمهاى مختلف بدن شما دارد به کتاب (noise and health) توسط (Thomas H Fay) مراجعه کنید.

- کشور سوئیس در حال حاضر تنها کشورى است که بهترین تکنولوژى را براى کاستن سروصدا از محیط به کار مى گیرد.

- اگر مجبور هستید براى صحبت کردن با کسى که از شما دور است صدایتان را بلند کنید. آگاه باشید که به دست خود محیطى ساخته اید که سلامتتان را به مخاطره مى اندازد.

طی قرنهای 16 و 17 میلادی تحولی در دیدگاه بشر نسبت به آسمان و زمین روی داد. منجمانی چون کپرنبک، گالیله و کپلر بکمک تلسکوپ دامنه آگاهی بشر از هستی را وسعت بخشیدند. تا آن زمان شناخت بشر از آسمان محدود به قوه بینایی بود و ابزاری برای مشاهده آسمان وجود نداشت. این منجمان با بهره گیری از تلسکوپ، بر باورهای باطل بشر درباره مرکزیت زمین در کائنات، خط بطلان کشید.

تلسکوپ در قرن 18 برای منجمان به ابزاری غیر قابل چشمپوشی بدل شده بود. با پیشرفت فن تراش عدسی ها و علوم اپتیک، تلسکوپهای بزرگتر و بهتر در رصد خانه ها نصب شد. حال آدمی سیارات و ستارگانی را می دید که قبل از اختراع تلسکوپ از وجود آنها بی خبر بود. او به مدد تلسکوپ پی برد جهان بزرگتر از پندارهایش است.

با افزایش بزرگنمایی و وضوح تصاویر تلسکوپها، حوضه شناخت بشر از دنیای پیرامونش، بزرگ و بزرگتر شد. با این حال در آغاز قرن بیستم، اغلب ستاره شناسان اعتقاد داشتند که، جهان فقط از یک کهکشان تشکیل شده است که همان راه شیری است که منظومه شمسی از اجزای آن است.

خیلی ها فکر می کنند که گالیله تلسکوپ را اختراع کرده است اما واقعیت این است که در دهه 16 میلادی توسط هانس لیپرشی عینک ساز هلندی (1570 تا 1619 م) ساخته شد. او بصئورت اتفاقی با ترکیب دو عدسی متوجه بزرگنمایی انها شد و بدین ترتیب تلسکوپ بدست آمد. در واقع گالیله اولین کسی بود که در ایتالیا ساختن دوربین را یاد گرفت و با ان به آسمان نگاه کرد و بدین ترتیب بود که توانست  از پادشاه و کلیسا و …مستمری قابل توجهی دریافت نماید. باز هم بر خلاف تصور خیلی ها ، دوربینی که گالیله با ان کار می کرد از دو عدسی محدب (یکی شیئی و یکی چشمی ) ساخته نشده بود بلکه عدسی شیئی - جلوییه - محدب بود و عقبی( شیئی)، مقعر؛ که باعث می شد تصویر تشکیل شده  و جلوتر از جایی که هست دیده شود. دوربینهای کوچولوی قدیمی ای که ممکنه شما هم داشته باشین، همینطوری هستند.

 گالیله در سال ???? اولین تلسکوپش را ساخت و با ان توانست قمر های مشتری , حلقه ی دور زحل , زهره و ستاره های راه شیری را ببیند. و سال بعد این خبر را با نام "The Starry Messinger" به چاپ رساند.

به این تلسکوپهایی که از دو عدسی محدب استفاده میکنند "شکستی" یا "انکساری" می گویند. یعنی نور را می شکنند (در سرعتش تغییر ایجاد می کند) و با این کار نور را کانونی می کنند. تلسکوپ در واقع وسیله ای است که به خاطر جمع آوری نور بیشتر (نسبت به چشم انسان) اهمیت دارد نه به دلیل بزرگنمایی. در واقع چشم انسان کمتر از یک سانتیمتر مربع برای جذب نور (درواقع عصبهای حسی برای احساس نور) دارد. پس اگه قطر شیئی تلسکوپی مثلا ?? سانتیمتر باشد، بیشتر از سی برابر چشم آدم نور جذب می کند. این باعث می شود که اجرام خیلی کم نورتر هم دیده شوند.

انواع تلسکوپها :

تلسکوپ شکستی
در تلسکوپ شکستی ، یک عدسی ، نور را جمع می‌کند و تصویری از جسم بوجود می‌آورد. این عدسی که در جلوی آن است، عدسی شیئی نامیده می‌شود. یک یا چند عدسی کوچک دیگر که چشمی نام دارد، برای دیدن تصویر بدست آمده از شیء بکار می‌رود. در تلسکوپ شکستی ، عدسی شیئی تصویری از جسم بوجود می‌آورد و عدسی چشمی آن را درست می‌کند.

شاید ندانید که اخترشناسان ، همیشه مایل به استفاده از درشتنمایی‌های بسیار زیاد نیستند. در یک تلسکوپ ، چشمیهای گوناگون ، درشتنمایی‌های گوناگون ایجاد می‌کنند. ولی هر قدر تصویر یک ستاره را درشت‌تر کنیم، باز هم چیزی جز یک نقطه نورانی نخواهیم دید! قطر شیئی بزرگترین تلسکوپ شکستی جهان ، 1.1 متر است. مشکلی که در این بین وجود دارد این است که شیشه هایی رو که به عنوان شیئی استفاده می شود نمی شود از یک حدی بزرگتر ساخت. خود شیشه نور زیادی رو جذب می کند و تا اندازه ای باعث تجزیه ی نور هم می شود. هرچند که با کمک راه حلهایی توانسته اند عدسیهای بزرگی رو تراش بدهند، اما باز هم این کار محدودیت زیادی دارد.

نیوتن اولین کسی بود که راه حلی برای این مشکل پیدا کرد. نیوتن که روی نور آزمایشهای زیادی انجام داده بود، برای جمع آوری نور بیشتر (و در واقع کانونی کردن یک سطح) به جای عدسی از آیینه ی مقعر استفاده کرد. آینه های مقعری که سطح اونها اندود شده اند. به این ترتیب، مشکل شکست نور و آبیراهی رفع می شد. به کمک همین تکنولوژی هست که ما امروزه می توانیم تلسکوپهای غولپیکر بسازیم و در اعماق آسمان جستجو کنیم .البته بعدها انواع دیگری از تلسکوپها هم به وجود امدند که اساس کار انها بر روی استفاده از آینه ی مقعر است و تغییرات دیگری دادند که به اینجا مربوط نمی شود.

تلسکوپ بازتابی
اخترشناسان در بیشتر کارهای خود از تلسکوپ بازتابی استفاده می‌کنند. در یک تلسکوپ بسیار بزرگ ، آنها می‌توانند درون محفظه کوچکی که در بالای لوله تلسکوپ جای دارد. کار کننده با جایگزین کردن یک آینه خمیده دیگر به جای این محفظه ، می‌توان نور را به طرف پایین منحرف کرد و از درون سوراخی که در وسط آینه اصلی قرار دارد، به مشاهده پرداخت.

تلسکوپهای انعکاسی انواع مختلفی دارند که متداولترین آنها عبارتند از :

•  کاسگرین

•  نیوتنی

• کوده

 از این به بعد دستگاههای مخصوصی برای مطالعه نور بکار گرفته می‌شوند. یکی از متداول‌ترین آنها طیف سنجی می‌باشد. از آنجاییکه تنها راه ستاره شناسان برای پی بردن به اجرام دور، کسب حداکثر اطلاعات ممکن از امواج نور و سایر تشعشعات جمع آوری شده  توسط تلسکوپ  است؛ لذا طیف سنج با تجزیه نور ستارگان به همان شیوه تجزیه نور در منشور؛ ترکیب و دمای ستاره را مشخص میکند.طیف ستاره شبیه به رنگین کمان است ولی خطوط سیاه رنگی دارد که موقعیت آنها معلوم میکند که ستاره با چه گازهائی احاطه شده است. در نهایت  میتوان گفت که دو نوع طیف مورد سنجش قرار می گیرد:
? طیف نور روشنائی
منشور نور سفید را شکسته و رنگها سازنده اش را تجزیه میکند.
? طیف خورشیدی
گازهای خورشیدی طول موجهای معینی از نور را جذب میکنند و در طیف نوارهای سیاهی را پدید می آورند.

تلسکوپ رادیویی
آنتنهای غول پیکری به شکل بشقاب هستند که علامتهای رادیویی را در کانون اصلی خود متمرکز می‌کنند. در این کانون ، یک آشکارساز رادیویی قرار دارد. با استفاده از تلسکوپ رادیویی ، اندازه گیری شدت امواج رادیویی حاصل از کهکشانها امکان پذیر است. در تلسکوپ رادیویی ، یک آنتن به شکل بشقاب ، امواج را کانونی می‌کند و به گیرنده می‌فرستد. امواج پس از تحلیل در کامپیوتر ، بر روی کاغذ رسم می‌شوند. اخترشناسان با پیوند چندین تلسکوپ رادیویی به هم ، یک دوربین رادیویی درست می‌کنند و نقشه مناطق نشر کننده موج رادیویی را در آسمان بدست می‌آورند. به کمک تلسکوپ رادیویی نه تنها به هنگام شب ، بلکه در روز نیز می‌توان به اخترشناسی پرداخت.

تلسکوپ اشعه ایکس
در بالای جو ، تلسکوپهای دیگری زمین را دور می‌زنند، که مخصوص پرتوهای X و فرابنفش هستند. آنها برای تشریح منظره آسمان در پرتوهای X و فرابنفش ، یافته‌های خود را به صورت پیامهای رادیویی به زمین می‌فرستند.

نگاهی به تلسکوپ هابل

در سال 1924 ادوین هابل، ستاره شناس آمریکایی با استفاده از تلسکوپ 100 اینچی خود کهکشانهای بسیاری، خارج از کهکشان راه شیری، رصد کرد. وی مشاهده کرد که کهشکانها در حال دور شدن از یکدیگر هستند. پس جهان در حال گسترش است. کشف وی بار دیگر مرزهای شناخت هستی را فرو ریخت و در پی آن نظریه انفجار بزرگ مطرح شد که تاکنون بهترین پاسخ به دورشدن کهکشانهاست.

منجمان، برای مشاهده بهتر آسمان، تلسکوپها را در کوهستانها و نواحی عاری از گرد و غبار و نور شهرها، نصب می کنند با این وجود برای رصد آسمان، در بند شرایط جوی هستند.

تلسکوپی در فضا
Edwin Powell Hubble در سال 1923 هرمان ابرت، که یکی از بزرگان صنایع موشکی آلمان، در مقاله ای به امکان قرارگیری تلسکوپی در مدار، توسط راکت، اشاره کرد. در سال 1946 دانشمند دیگری بنام لیمان اسپیتزر، به بررسی مزایای بهره گیری از تلسکوپی در آنسوی اتمسفر آشفته زمین پرداخت. لیمان وجود گازها و گرد و غبار موجود در جو زمین را عامل افت کیفی تصاویر بدست آمده از اجرام آسمانی می دانست. در سالهای 1960 تا 1970 میلادی دانشمندان بر لزوم بهره گیره از تلسکوپی بزرگ در خارج از جو زمبن توافق داشتند ولی سفینه ای که بتواند تلسکوپی بزرگ و کار آمد را در مدار قرار دهد، وجود نداشت.

با ساخته شدن شاتل فضایی و امکان حمل محموله های بزرگ پروژه ساخت تلسکوپ فضایی سرعت گرفته و سر انجام در سال 1985 یک عدد تلسکوپ فضایی توسط ناسا آماده قرارگیری در مدار بود. بعدها این ابزار پیچیده و دقیق بیاد منجم بزرگ آمریکایی، هابل نام گرفت.
تا سال 1990 که مشکلات حمل تلسکوپ فضایی برطرف می گشت، از آخرین تکنولوژی ها، برای به روز آوری و ارتقا ابزارهای دقیق تلسکوپ فضایی استفاده شد. از جمله سلولهای خورشیدی، کامپیوترها و ابزار های مخابراتی و هدایت آن ارتقا یافت و آزمایشهای بسیاری برای اطمینان از صحت کارکرد تلسکوپ فضایی به عمل آمد. در نهایت در سال 1994 شاتل فضایی دیسکاوری، تلسکوپ فضایی را در فضا رها کرد تا چشمان بشر از فراز جو مغشوش زمین، نظاره گر بی کران آسمان باشد. بدینسان هابل در مداری به فاصله 600 کیلومتری زمین قرار گرفت، تا پرده از اسرار هستی بردارد.

بهره گیری مداوم از آخرین تکنولوژی
هابل بگونه ای طراحی شد، که قابلیت، سرویس و بهبود سیستمهایش توسط فضانوردان مهیا باشد. این ماشین پیچیده و دقیق از قطعاتی تشکیل می شود که جداگانه قابل ارتقا هستند. هابل تاکنون بارها توسط فضانوردان تعمیر و ویا اجزای سیستمهایش به روز شده اند. ضریب دقت و کیفیت تصاویر هابل تاکنون بیش از 10 برابر ارتقا یافته است. خطاهای لنزها و ابزارهایش طی سالها رفع شده، و اکنون تصاویری بسیار واضح تهیه و به زمین ارسال می کند.

این تلسکوپ به مدد بازسازی و به روز آوری مداوم توانسته است پس از 15 سال همچنان به ارسال تصاویر بی نظیرش بپردازد.

کوششهای هابل
• هابل هر روز بین 10 تا 15 گیگابایت تصویر برای ستاره شناسان ارسال می کند. حجم این داده ها تا کنون بیش از 10 ترا بایت بوده است.
• هابل بیش از 400000 رصد جداگانه از اجرام آسمانی به عمل آورده است.
• هزاران مقاله نجوم بر اساس اطلاعات هابل نوشته شده است.
• هابل هر 95 دقیقه یک دور مدار خود به دور زمین را می پیماید و تا کنون مسافتی بالغ بر 3 میلیارد مایل پیموده است.
• هابل سرانجام تحقیقات 8 ساله محاسبه سرعت گسترش کهکشنها را از یکدیگر پابان داد.
• هابل اولین تلسکوپ نوری بود که توانست از یک سیاه چاله تصویر برداری کند. این سیاه چال جرمی معادل چندیدن میلیارد برابر خورشید دارد.
• هابل برای اولین بار تصاویری واضح از تولد و مرگ ستارگان ارائه داد.
• در سال 1994 هابل از برخورد ستاره ای دنباله دار با مشتری تصویربرداری کرد.
• دور ترین و قدیمی ترین اجرام آسمانی نسبت به زمین که تا کنون نور آنها به زمین رسیده است نیز توسط هابل ثبت شده اند.

تاکنون بهترین تصاویر بدست آمده از اجرام آسمانی توسط هابل تهیه شده اند. این تلسکوپ بزودی باز نشسته می شود و اکنون دانشمندان به دنبال جایگزینی آن هستند.

راهنمای انتخاب تلسکوپ(8سوال اساسی در مورد تلسکوپها )

همه علاقه مندان به نجوم می خواهند تلسکوپی داشته باشند تا با آن به کاوش آسمانها بپردازند. ولی در هنگام خرید تلسکوپ، دوربین دو چشمی یا هر وسیله درشتنمای دیگر، تردیدها و دودلی هائی در کار خرید به وجود می آید و آنوقت فرد از خواهد پرسید:

• براستی کدام تلسکوپ را بخرم؟

• یا چه نوع دوربینی به درد من میخورد؟

1- بزرگنمایی واقعی تلسکوپ چقدر است؟

گول شعارهای تبلیغاتی را درباره بزرگنمایی تلسکوپ نخورید. در بعضی از این تبلیغات می نویسند:

با بزرگنمایی بیش از 500 برابر و بدین ترتیب می خواهند وانمود کنند که هر چه قدرت بزرگنمایی تلسکوپ بیشتر باشد، آن تلسکوپ بهتر است. اما این قضیه حقیقت ندارد. برعکس، از نظر متخصصین بزرگنمایی مهمترین خصوصیت یک تلسکوپ نیست. به طور نظری، تلسکوپها را می توان طوری ساخت که بزرگنمایی بسیار زیادی داشته باشند اما برای به دست آوردن بیشترین بزرگنمایی تلسکوپ باید این نکته را در نظر داشت که تصویر به دست آمده باید واضح و از کیفیتی قابل قبول برخوردار باشد. این در صورتی است که به ازای هر 2.5 سانتیمتر (یا یک اینچ) قطر شیئی (یا آینه اصلی) تلسکوپ نباید بیش از 50 برابر بزرگنمایی اعمال نمود. بدین ترتیب بهترین بزرگنمایی قابل اطمینان برای یک تلسکوپ 3 اینچی (75 میلیمتری) 150 برابر است. استفاده از بزرگنماییهای بیشتر (که با استفاده از چشمی های با فاصله کانونی کم میسر است) تصویری نا واضح و مات به دست خواهد داد.

2- پس مشخصه اصلی یک تلسکوپ کدام است؟

مشحصه اصلی یک تلسکوپ، گشودگی (قطر عدسی یا آینه اصلی) آن است. هر چقدر گشودگی یک تلسکوپ بیشتر باشد نور بیشتری را جمع آوری می کند و در نتیجه تصویر واضحتر و روشنتری به دست می دهد. در این صورت می توان اجرام کم نوری مثل سحابیها و کهکشانها را رصد کرد..

3- تلسکوپ شکستی بهتر است یا بازتابی؟

در تلسکوپ شکستی از یک عدسی برای جمع آوری و کانونی نمودن نور استفاده می شود و در تلسکوپ بازتابی یک آینه مقعر نور را کانونی می کند. هر دو برای رصد مناسبند. اما هر کدام مزایا و معایبی دارند. تلسکوپهای بازتابی اغلب گشودگی زیاد دارند، اما نسبتاًً ارزانند (قیمت یک بازتابی 4 اینچی یا 100 میلی متری بطور متوسط 200 هزار تومان است، در حالی که بهای یک شکستی با همین قطر بطور متوسط 500 هزار تومان می باشد). با وجود این، تلسکوپهای شکستی معمولاً تصاویر واضحتری نسبت به تلسکوپهای بازتابی به دست میدهند. منجمان آماتوری که می خواهند جزئیات سطح سیارات را نگاه کنند بیشتر از تلسکوپ شکستی، و آنهایی که می خواهند به اجرام کم نوری مثل سحابیها و کهکشانها نگاه کنند بیشتر از تلسکوپهای بازتابی استفاده می کنند. برای یک منجم تازه کار که بودجه کمی دارد، تلسکوپ شکستی با قطر عدسی حدود 60 میلیمتر و یا بازتابی 4 اینچی مناسب است.

4- استقرار سمت ارتفاعی بهتر است یا استوایی؟

پایه های سمت- ارتفاعی، درست مثل پایه های دوربین عکاسی فقط به بالا و پایین و چپ و راست حرکت می کنند و از این رو لوله تلسکوپ فقط در همین جهات حرکت خواهد کرد. بهترین نوع از پایه های سمت- ارتفاعی، آنهایی هستند که پیچ حرکت آرام دارند که به درد دنبال کردن جرم مورد نظر (البته فقط در جهت های گفته شده)، می خورند. با وجود این، پایه های سمت- ارتفاعی نمی توانند ستاره ها را در حرکت قوسی شان دنبال کنند.

پایه های استوایی پیچیده ترند و بر خلاف سمت- ارتفاعی می توانند ستاره ها را بدون دردسر، در مسیرشان از شرق به غرب دنبال کنند. اگر تلسکوپ موتوری هم برای ردیابی داشته باشد این کار را به صورت خودکار انجام خواهد داد. داشتن موتور ردیاب، کمک بسیار بزرگی است، چون مثلاً هنگام استفاده از بزرگنمایی 100 یا بیشتر، میدان دید تلسکوپ کاهش می یابد و در کمتر از 40 الی50 ثانیه جرم مورد نظر از میدان دید خارج می شود. تنظیم های مجدد و قرار دادن جرم مورد نظر در مرکز میدان دید کاری است خسته کننده و از طرفی هر بار هنگام تنظیم، امکان لرزش تلسکوپ و در نتیجه ابهام تصویر هم وجود دارد.

5- تلسکوپ بزرگ بهتر است یا کوچک؟

این حقیقت که تلسکوپهای بزرگتر جزییات بیشتر و اجرام کم نورتر را بهتر نشان می دهند بسیاری را به این باور می کشاند که تلسکوپهای کوچک ارزش خریدن ندارند. اما این قضیه نیز آنچنان حقیقت ندارد و حتی یک تلسکوپ شکستی 60 میلیمتری می تواند با نشان دادن اجرام زیادی شما را سالها سرگرم و مجذوب کند. بسیاری از علاقه مندان به نجوم، همین تلسکوپهای کوچک را برای همیشه نگه میدارند. اگر چه داشتن یک تلسکوپ بزرگ در تخیل همه ما خانه کرده و آدم را هیجان زده می کند، اما داشتن تلسکوپهای بزرگ دردسر هم دارد. برای حمل به حیاط، پشت بام، یا اتومبیل یا هنگام نصب این تلسکوپها، دردسرشان تازه آشکار می شود. همیشه یادتان باشد که بهترین تلسکوپ، بزرگترین تلسکوپ نیست. بهترین تلسکوپ، تلسکوپی است که همیشه بتوانید از آن استفاده کنید. حمل و استفاده آسان، معیارهای اصلی برای استفاده از تلسکوپی است که میخواهید از آن با لذت رصد کنید.

6- بهترین فاصله کانونی برای تلسکوپها کدام است؟

فاصله کانونی تلسکوپ و اینکه این فاصله چقدر باید باشد مهمترین مشخصه تلسکوپ نیست. تلسکوپهای با فاصله کانونی کم (400 تا 700 میلیمتر) بزرگنمایی کم ولی میدان دید وسیع دارند. در عوض فاصله کانونی زیاد (1300 تا 3000 میلیمتر) بزرگنمایی زیاد با میدان دید کم به دست می دهند. به همین دلیل، تلسکوپهای با بزرگنمایی کم را برای مشاهده اجرام کم نور و معمولاً کهکشان خودمان استفاده می کنند و تلسکوپهای با بزرگنمایی زیاد را بیشتر برای مشاهده سیارات انتخاب می کنند.

7- تلسکوپهای اشمیت - کاسگرین کدامند؟

معمولاً تلسکوپها را به دو نوع اصلی شکستی و بازتابی تقسیم می کنند. نوع سومی هم به بازار آمده است که تقریباً ترکیبی است از این دو بنام کاتادیوپتریک که در آنها از آینه مقعر به عنوان شیئی و از یک عدسی تصحیح کننده در جلو لوله تلسکوپ استفاده می شود. به این نوع تلسکوپ ها اشمیت - کاسگرن هم گفته می شود. حسن این نوع تلسکوپها در آن است که معمولاً طول لوله تلسکوپ کوتاه است و عدسی ابتدای لوله نقش تصحیح کننده پرتوهای نور را دارد. این مدلها هم محسنات تلسکوپهای بازتابی و هم شکستی را داراست و حجم کم شان، حمل و نقل آنها را تسهیل می کند. اما قیمت آنها کمی گران است. دو تولید کننده عمده این نوع تلسکوپها، یکی " کمپانی سلسترون " و دیگری "مید" است که هر دو آمریکائی هستند. محصولات سلسترون از کیفیت مرغوبتری برخوردارند اما تقریباً دو برابر مید قیمت دارند. سایت اینترنت این دو شرکت عبارتست از:

http://www.meade.aom/

http://www.celestron.com/

8- دوربینهای تک چشمی یا دوچشمی به درد رصدهای نجومی می خورند یا نه؟

دوربینهای تک یا دوچشمی که اغلب مورد استفاده شکارچیان است یکی از راحت ترین، با صرفه ترین و شاید واجب ترین وسیله ای است که حداقل برای شروع یادگیری منظره آسمان و صور فلکی به کار می آید. این دوربینها میدان دید وسیعی دارند. البته عیب عمده این دوربینها، بزرگنمایی ثابت آنها است، چون چشمی آنها قابل تعویض نیست. عیب عمده دیگر این دسته از دوربینها مشکل استقرار آنهاست. اغلب دوربینهای تک چشمی روی سه پایه نصب نمی شوند و نگه داشتن دوربینهای دوچشمی دردسرهای فراوان دارند که البته این مشکلات با کمی ابتکار قابل حل شدن هستند. به رغم میدان دید زیاد این دوربینها، حتی با وجود ساخت پایه ای برای رفع اشکال استقرار آنها، باز هم یک مشکل دیگر هنوز باقی است و آن مشکل ردیابی اجرام است. با همه اینها، هنوز دوربینهای تک چشمی و دوچشمی یکی از ابزارهای لازم برای هر اخترشناس حرفه ای و غیر حرفه ای است و تازه، عیوب آن به قیمت کم شان می ارزد!

چند نکته مهم:

1- بزرگنمایی تلسکوپ عبارت است از نسبت فاصله کانونی شیئی به چشمی. یعنی:

توان بزرگنمایی =فاصله کانونی چشمی / فاصله کانونی شیئی

2- توان جمع آوری نور، با مجذور قطر عدسی شیئی متناسب است. قطر مردمک چشم در هنگام شب تقریباً 6 میلیمتر است. پس تلسکوپی با قطر 24 میلیمتر (4 برابر قطر چشم)، 16=4² بار بیش از چشم انسان نور جمع آوری می کند. یک تلسکوپ 48 میلیمتری، 64 بار بیش از چشم انسان نور جمع می کند و … . توان جمع آوری نور در یک تلسکوپ از طریق رابطه زیر بدست می آید:

توان جمع آوری نور = ²(6 / قطر شیئی)

3- توان تفکیک، یعنی اینکه تلسکوپ جزییات جرم مورد رصد را چقدر تفکیک می کند. در نور زرد - سبز (میانه طیفی مرئی)، توان تفکیک بر حسب ثانیه قوس از رابطه زیر حساب می شود:

توان تفکیک = (قطر شیئی به میلیمتر / 125)

4- نسبت کانونی که آنرا با f نشان می دهند عبارت است از:

نسبت کانونی= قطر شیئی / فاصله کانونی شیئی

ایا مدانستید که
ایا میدانستید که شما میتوانید با یک تلسکوب آماتوری حداقل از ?? میلیون تا ??? میلیارد سال نوری در فضا ببینید؟!

ایا میدانستید که در دهه ی ?? هجری شمسی ، اولین تلسکوپ به ایران امد. سید جلال تهرانی ، محقق ایرانی ای بود که در لندن مطالعه و زندگی می کرد. او در دهه ی سی به ایران بازگشت و همراهش یک تلسکوپ یازده سانتی متری شکستی هم با خود آورد. این تلسکوپ همراه کلی وسایل نجومی و ساعت آفتابی و … الان در موزه ی آستان قدس رضوی در مشهد است.

فرض کنیم دو سی. پی. اچ. نسبت به یک دستگاه لخت با سرعت خطی Vc حرکت می کنند که به دلیل خواص بار-رنگی و مغناطیس - رنگی با یکدیگر ترکیب شده و فوتون تولید می شود. چون

دارای اسپین خواهند شد و می توان نوشت

یعنی مجموع شتاب ها روی سه محور برابر صفر است

فرض کنیم که سی پی. اچ. ( در پرتو الکترومغناطیسی) روی محور xحرکت انتقالی برابر با سرعت امواج الکترومغناطیسی(سرعت نور) دارد. شکل زیر

اما اشاره کوتاهی در مورد اصطلاح سی. پی. اچ. را لازم می دانم. امیدوارم مفید واقع شود.

  بنابراین مقدار سرعت آن تنها روی محور های  y, zتغییر می کند و شتاب روی محور x  صفر است، یعنی

a_x=0

تنها روی دو محور دیگر شتاب خواهد داشت بطوریکه:

v_yj+v_zk=0

هنگامیکه

v_y=0 => v_z is maximum. And v_y is maximum when v_z=0

فرض کنیم یک بار- رنگ در ساختمان فوتون همراه با یک پرتو الکترومغناطیسی روی محور y در حرکت است. این بار-رنگ تحت تاثیر میدان مغناطیسی موجود (مغناطیس-رنگها) دائماً در حال شتاب روی این محور است. بهمین دلیل اسپین بار-رنگها دائماً در حال تغییر است و این تغییرات از مقدار سرعت آنها روی همین محور تامین و تبدیل می شود. با افزایش اسپین، از مقدار سرعت روی محور y کاهش می یابد و با کاهش اسپین بر مقدار سرعت روی همین محور افزوده می شود و در صورتی که شدت میدان گرانشی ثابت باشد، مانند فضای بین ستارگان، سرعت نور ثابت خواهد ماند. بهمین دلیل مشاهده می کنیم که همانطور که نسبیت خاص تصریح کرده، مقدار سرعت نور در فضای تهی نسبت به همه ی دستگاه های لخت ثابت و برابر c است.

به همین ترتیب حرکت و اسپین مغناطیس – رنگها روی محور z  قابل توجیه است. توجه شود که این تغییرات در در مورد بار – رنگها و مغناطیس – رنگها هماهنگ هستند. اگر به شکل انتشار امواج الکترومغناطیسی توجه فرمایید، مشاهده خواهید کرد که هم زمان دامنه ی میدانهای الکتریکی و مغناطیسی ماکزیمم و صفر می شوند

حال می توان معادله حرکت بار – رنگ را نوشت. با توجه به شکل بالا، سی. پی. اچ. ی که بصورت بار رنگ ظاهر شده حرکتی متناوب دارد که معادله ی حرکت آن را می توان بصورت زیر نوشت.

Ec=EcmCosw(t-x/c)

که در آن Ec مقدار بار-رنگ است و Ecmمقدار مازیمم بار-رنگ است.

Bc=BcmCosw(t-x/c)

که در آن Bc مقدار مغناطیس-رنگ است و Bcm مقدار ماکزیمم مغناطیس رنگ است. فرض کنیم یک فوتون شامل n بار – رنگ و mمغناطیس – رنگ است که معادله میدانهای الکتریکی و مغناطیسی آن بصورت زیر خواهد شد

E=nEcmCosw(t-x/c)

B=mBcmCosw(t-x/c)

هنگامیکه یک فوتون در حال سقوط در یک میدان گرانشی است، تعداد بار – رنگها و مغناطیس – رنگهای آن افزایش می یابد و در نتیجه جابجایی بسمت آبی خواهیم داشت. و هنگام صعود فوتون در میدان گرانشی، از تعداد آنها کاسته می شود و شاهد جابجایی بسمت قرمز خواهیم

معادلات الکترومغناطیس در گرانش

همجنانکه در بالا تشریح شد، هنگام سقوط فوتون در میدان گرنشی، گراویتون ها خواص بار-رنگی و مغناطیس-رنگی از خود نشان می دهند. بهمین دلیل بر شدت میدانهای الکتریکی و مغناطیسی فوتون افزوده می شود. بنابراین یک رابطه ی تنگاتنگ بین گرانش و امواج الکترومغناطیسی وجود دارد. اما می دانیم که امواج الکترومغناطیسی از معادلات ماکسول پیروی می کنند. لذا وابستگی گرانش و امواج الکترومغناطیسی نیز باید از معادله ای شبیه معادلات معادلات ماکسول تبعیت کند. سئوال این است که این معادله را چگونه می توانیم به دست آوریم؟

یکبار دیگر سقوط  فوتون را در میدان گرانشی مورد بررسی قرار می دهیم. محور قائم را در جهت شتاب گرانش در نظر می گیریم. جهت حرکت نور بطرف پایین و با شتاب گرانش همجهت است. بنابراین جهت میدان الکتریکی افقی (عمود بر جهت حرکت فوتون) خواهد بود. با سقوط فوتون، شدت میدان الکتریکی افزایش می یابد و بنابر نظریه سی. پی. اچ. همان مقدار تغییرات روی میدان گرانش ایجاد خواهد شد. یعنی تعدادی بار-رنگ از میدان گرانش وارد ساختمان فوتون خواهند شد(شکل زیر). توجه شود که مجموع انرژی فضایی که فوتون در آن حرکت می کند و انرژی فوتون مقدار ثابتی است. بنابراین هر تغییری روی یکی از آنها برابر است با همان مقدار تغییر روی دیگری با علامت مخالف

در اینجا دو تابع برداری داریم. یکی شدات میدان گرانشی و دیگری شدت میدان الکتریکی

g and E

حال اگر عملگر

را بصورت ضرب برداری روی میدان برداری گرانش اعمال کنیم، نتیجه یک میدان برداری عمود بر جهت حرکت فوتون به دست می آید و خواهیم داشت

هنگام سقوط فوتون، شدت میدان الکتریکی نسبت به زمان افزایش می یابد و به همان میزان از تعداد بار-رنگهای موجود در میدان گرانش کاسته می شود. جدول زیر را که با توجه به شکل بالا تنظیم شده  ملاحظه کنید

Point A; Photon contains k₁ CPH

Point B; Photon contains k₂ CPH

k₂ > k₁

لذا به همین مقدار که بر تعداد سی. پی. اچ. های فوتون افزوده می شود، از تعداد بار-رنگهای میدان گرانشی کاسته می شود. اما این تمام فرایند انجام شده نیست، زیرا میدان الکتریکی تغییر می کند و این تغییر میدان الکتریکی موجب تغییر میدان مغناطیسی نیز می شود، یعنی

لذا به همین میزان نیز که بر شدت میدان مغناطیسی افزوده می شود، از تعداد گراویتوننهای میدان گرانشی کاسته می شود.

در حالت کلی اگر بخواهیم معادلات ماکسول را برای فضای واقعی که در آن آثار گرانشی نیز وجود دارد بنویسیم، باید معادلات شش گانه ی زیر را بکار ببریم

هر فضایی که آثار گرانشی داشته باشد و امواج الکترومغناطیسی از آن عبور کند، شدت میدانهای گرانشی و مغناطیسی و در نتیجه انرژی آن تغییر خواهد کرد

گرانش در نظریه سی. پی. اچ

دقیقاً نظیر گلوئون ها(گلوئون به معنی چسب است) که موجب کشیده شدن کوارکها بطرف یکدیگر می شود. با توجه به اینکه پروتونها خود نیز از کوارکها با بار الکتریکی کسری ساخته شده اند، در واقع بار – رنگ های ورودی (گراویتونها) با کوارکها کنش خواهند داشت. در مورد الکترون نیز بحث مشابهی می توان ارائه داد

 می دانیم یک فوتون حامل دو میدان الکتریکی و مغناطیسی عمود بر هم است. اما این تنها کافی نیست که بتوانیم به نتیجه مورد نظر برسیم، بلکه باید تاثیر میدان گرانشی را بر فوتون نیز مد نظر قرار دهیم و آنگاه با دیدی متفاوت همه ی این موارد را جمع بندی کرده و نتیجه گیری کنیم

بیایید یکبار دیگر به رفتار فوتون در میدان گرانشی توجه کنیم. در فصل دوم دیدیم که یک فوتون دارای جرمی برابر

m=hv/c²

است. بنابراین وزن این فوتون در میدان گرانشی زمین برابر خواهد شد با

mg=(hv/c²)g

فرض کنیم فوتون در سقوط قائم بطرف زمین به فاصله yسقوط کند. در اینصورت طبق قانون بقای انرژی خواهیم داشت

hv"=hv+mgy

شکل زیر حرکت فوتون در حال سقوط در یک میدان گرانشی را نشان می دهد که با ورود گراویتونها به آن انرژی (جرم)، فرکانس و شدت میدانهای الکتریکی و مغناطیسی آن افزایش می یابد

اگر رابطه ی

hv"=hv+mgy

 را تنها در میدان گرانشی زمین در نظر بگیریم، با توجه به مقادیر عددی ثابت پلانک و شدت میدان گرانشی تغییر قابل توجهی برای انرژی فوتون مشاهده نخواهد شد. اما سئوال این است که در میدانهای گرانشی بسیار قوی آیا این تغییرات قابل توجه نخواهد بود؟

در هر صورت آزمایش های انجام شده روی زمین هم نشان می دهد که با سقوط فوتون در میدان گرانشی، انرژی آن افزایش می یابد و همین انرژی در تولید زوج الکترون – پوزیترون به دو بار الکتریکی مخالف می گردد. حال فراین را از این منظر نگاه کنید

 انرژی الکترومغناطیسی  <= کار انجام شده توسط گرانش

انرژی الکتریکی + انرژی مغناطیسی = انرژی الکترومغناطیسی

بار الکتریکی مثبت + بار الکتریکی منفی  <=  انرژی الکترومغناطیسی

در این فرایند نکات قابل توجهی وجود دارد:

یک : گرانش از ذراتی تشکیل شده که دارای خواص الکتریکی و مغناطیسی هستند (بار – رنگ و مغناطیس – رنگ).

دو :  بار – رنگ ها با یکدیگر جمع شده و بارهای الکتریکی ایجاد می کنند

سه : بار – رنگ ها دارای دو علامت مختلف مثبت و منفی هستند که در ساختمان فوتون وجود دارند. در فرایند تولید زوج ماده – پاد ماده، بار رنگ های منفی در کنار هم قرار می گیرند و بار الکتریکی منفی را ایجاد می کنند. بار – رنگ های مثبت نیز با هم ترکیب شده و بار الکتریکی مثبت را بوجود می آورند. شکل زیر

چهار : علت ترکیب گراویتونها با یکدیگر خاصیت بار – رنگی آنهاست. بهمین دلیل خلا می تواند انرژی تولید کند.

پنج : بارهای الکتریکی دارای میدان الکتریکی هستند و بطور دائم ذرات حامل نیروی الکتریکی منتشر می کنند.

شش : بارهای الکتریکی علاوه بر میدان الکتریکی دارای یک میدان مغناطیسی ضعیف نیز هستند.

با استفاده از این موارد می توانیم به توضیح بار الکتریکی و میدان الکتریکی بپردازیم

بار الکتریکی و نیروی الکتریکی از دیدگاه سی. پی. اچ.

 از الکترومغناطیس کلاسیک می دانیم که شدت میدان مغناطیسی امواج الکترومغناطیسی نسبت به شدت میدان الکتریکی آن بسیار ضعیف است و رابطه ی زیر بین آنها بر قرار است

با توجه به مقدار سرعت نور بخوبی مشاهده می شود که شدت میدان الکتریکی تا چه اندازه از شدت میدان مغناطیسی قوی تر است.

 بار دیگر به تولید زوج الکترون – پوزیترون برگردیم. مشاهده شد که یک کوانتوم انرژی (یک فوتون گاما) در شرایطی به دو ذره ی باردار مثبت و منفی واپاشیده می شود. قبل از تولید زوج، تنها دو میدان الکتریکی و مغناطیسی وجود داشت (بار الکتریکی وجود نداشت، بعد از تولید زوج دو بار الکتریکی وجود دارد که میدان الکتریکی و گشتاور مغناطیسی تولید می کنند. این فرایند نشان می دهد که میدان الکتریکی (که از نظر بار الکتریکی نیز خنثی است) از دو سری بار – رنگ مثبت و منفی تشکیل می شود و در هنگام تولید زوج، بار-رنگهای منفی یکطرف جمع شده، با هم ترکیب می شوند و الکترون (با بار منفی) را بوجود می آورند. همچنین بار – رنگهای مثبت نیر یکطرف جمع شده، با هم ترکیب می شوند و پوزیترون (با بار مثبت) را بوجود می آورند. شکل زیر

در طرف چپ میدان الکتریکی متشکل از بار – رنگهای مثبت و منفی و یک میدان مغناطیسی ضعیف وجود دارد.

در سمت راست دو بار الکتریکی مثبت و منفی وجود دارد، که میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی ایجاد می کنند.

چگونگی ایجاد میدان الکتریکی

در فرآیند تولید زوج، بعد از آنکه الکترون و پوزیترون شکل گرفتند، خواص بار الکتریکی از خود نشان می دهند. این خواص از طریق میدان الکتریکی اطراف آنها که با انتشار فوتون (ذرات حامل نیروی الکتریکی) ایجاد می شود، قابل مشاهده است.

حال الکترون تولید شده را در نظر بگیرید که مجموعه ای از بار – رنگهای منفی است که با هم ترکیب شده اند. این الکترون در دریایی از بار – رنگها (گراویتونها) غوطه ور است. الکترون مانند یک ماشین بار – رنگهای منفی را متراکم کرده و بصورت فوتون (حامل بار الکتریکی منفی) منتشر می کند و بدین ترتیب میدان الکتریکی منفی اطراف خود را بوجود می آورد. بنابراین الکترون ماشینی است که ورودی آن بار – رنگهای منفی و خروجی آن فوتون منفی است. روند تولید فوتون مثبت توسط پوزیترون (یا پروتون) نیز بهمین ترتیب است.

بوتونهای منفی (ذرات حامل نیروی الکتریکی منفی) بطرف بارهای مثبت حرکت می کنند و فوتونهای مثبت بسوی بارهای منفی بحرکت در می آیند.

ذرات تبادلی در مکانیک کوانتوم

نخستین گام برای توجیه نیروهای هسته ای قوی در سال 1932 توسط هایزنبرگ برداشته شد. وی نظر داد که پروتونها به وسیله ی نیروهای تبادلی در کنار یکدیگر قرار می گیرند. به این ترتیب می توان تصور کرد که دو ذره، به تبادل ذره ی سوم می پردازند و ذره ی تبادلی دو ذره را به سوی هم می راند. نظریه هایزنبرگ، همه ی نیروهای جاذبه و دافعه نتیجه ی ذرات تبادلی هستند. به شکل زیر توجه کنید

در مورد جاذبه و دافعه ی الکترومغناطیسی، ذره ی تبادلی فوتون است. فیزیکدانان به وجود دو نوع فوتون اعتقاد دارند، یکی فوتونهای حقیقی که قابل مشاهده هستند و دیگری فوتونهای مجازی است که نمی توان آنها را مشاهده کرد. فوتون مجازی نیز با سرعت نور حرکت می کند. در شکل زیر نمودار فضا-زمان ذرات تبادلی بین دو الکترون که اثر آن دافعه است و یک الکترون و یک پروتون که اثر آن جاذبه است، نشان داده شده است

در شکل بالا الکترونی در راس Aیک قوتون مجازی تولید کرده و می فرستد والکترون دوم آنرا در راس Bدر می آشامد.

انرژی و اندازه حرکت هر یک از الکترون های واکنش کننده در اثر تبادل فوتون تغییر می کند. غیر قابل مشاهده بودن فوتون مجازی امکان عدم بقای انرژی و اندازه حرکت را در طول بازه ی زمانی بین گسیل و در آشامیدن فوتون فراهم می کند. اصل عدم قطعیت انرژی فرض شده را که توسط آن بقای انرژی نقض می شود به مقدار زیر محدود می کند

که در آن dt برابر است با بازه ی زمانی بین گسیل و در آشامیدن فوتون مجازی است

ذرات تبادلی در نظریه سی. پی. اچ.

 قسمت بالا گفته شد در نظریه سی. پی. اچ. بارهای الکتریکی با استفاده از بار – رنگهای مجود در محیط به تولید و انتشار فوتونهای مجازی که حامل نیروی الکتریکی هستند، می پردازند. الکترون فوتون منفی و پروتون فوتون مثبت تولید و در فضا منتشر می کنند و بدین ترتیب در اطراف خود میدان الکتریکی ایجاد می کنند.

حال دو ذره (پروتون و الکترون ) را با بار الکتریکی مثبت و منفی در نظر بگیرید. پروتون یک فوتون مثبت ارسال می کند. فوتون مثبت بسمت الکترون حرکت کرده و جذب آن می شود. الکترون که دارای بار پایه الکتریکی منفی است، فوتون مثبت را جذب می کند. اما بمحض اینکه فوتون مثبت با الکترون ترکیب می شود، موجودیت الکترون را دچار اختلال می کند و الکترون برای برطرف کردن اختلال ایجاد شده، فوتون مثبت را تجزیه کرده و به بار – رنگهای مثبت تبدیل و از ساختمان خود می راند. بار – رنگهای مثبت که با سرعتی بالاتر از سرعت نور بحرکت در می آیند، الکترون را بدنبال خود می کشند. این عمل موجوب می شود که الکترون بسمت پروتون کشیده شود. بار – رنگهای مثبت نیز در فضا پخش می شوند.

به همین ترتیب در مورد فوتون منفی و پروتون می توان توضیح داد. الکترون با تولید و انتشار فوتون منفی، پروتون را بسمت خود می کشد و پروتون نیز با متلاشی کردن فوتون منفی بار – رنگهای منفی در فضا پخش می کند و این بار -  رنگهای منفی پروتون را بطرف الکترون می کشند.

همچنانکه ملاحظه می شود هیچ نیازی به استفاده از اصل عدم قطعیت برای توضیح وجود و کنش های الکترومغناطیسی نیست. علاوه بر آن نگراش فیزیک مدرن به گراویتون که آن را ذره ای بدون خواص الکتریکی در نظر می گیرد، نمی تواند با واقعیت سازگار باشد. بهمین دلیل تمام تلاشها برای یکسان سازی نیروهای الکترومغناطیسی و گرانش با شکست مواجه شده است

مقدمه

شواهد تجربی بسیاری وجود دارد که گرانش، انرژی الکترومغناطیسی تولید می کند. به همین دلیل از زمانی که نیروهای الکتریکی و مغناطیسی مورد توجه و آزمایش قرار گرفت، فیزیکدانان به وابستگی شدید نیروهای الکترومغناطیسی و گرانشی پی بردند. فارادی نخستین کسی است که این وابستگی را متذکر شد. پلانک نیز نظری مشابه داشت. اینشتین نیز مدت 35 سال تلاش کرد تا روابطی مشابه وابستگی الکتریسیته و مغناطیس، بین گرانش و الکترومغناطیس ارائه دهد. اما این کوششها بی نتیجه ماند.

اما سئوال این است که چرا با تمام شواهد تجربی موجود و تصریح فیزیکدانان بزرگی نظیر فارادی و پلانک هنوز نتیجه ی قابل قبولی به دست نیامده است؟ 

برای یافتن پاسخ اجازه دهید یکبار دیگر وابستگی الکتریسیته و مغناطیس را بررسی کنیم شاید بتوانیم علت این شکستها را دریابیم. 

همچنانکه می دانیم در اطراف یک بار ساکن میدان مغناطیسی احساس نمی شود. اما اگر بار حرکت کند، ما شاهد ایجاد یک میدان مغناطیسی خواهیم بود. همچنین تغییر میدان مغناطیسی نیز موجب تولید جریان القایی می گردد. در این تجربه ما شاهد ایجاد پدیده هایی هستیم که قبلاّ وجود نداشت. در اطراف یک سیم (که جریانی از آن نمی گذرد) هیچگونه اثری از میدان مغناطیسی دیده نمی شود. اما به محض عبور جریان الکتریکی از سیم، در اطراف آن میدان مغناطیسی ایجاد می شود. یا در مورد سیملوله اگر میدان مغناطیسی ثابت باشد، جریان الکتریکی در سیم بوجود نمی آید، اما با تغییر شار مغناطیسی، جریان الکتریکی ایجاد می شود

  اما در مورد گرانش مسئله بسیار پیچیده تر است. زیرا گرانش همواره وجود دارد و ما نمی توانیم شرایطی بوجود آوریم که آثار گرانشی نباشد و بعد آزمایشی ترتیب دهیم که ببینیم چه پدیده ای می تواند میدان گرانشی تولید کند.

از طرف دیگر چگونه می توانیم ببینیم هنگامیکه نیروی گرانش روی یک جسم کار انجام می دهد، خود گرانش دستخوش چه تغییری می شود؟ اگر ما می توانستیم این تغییرات را به تجربه درآوریم و بصورت کمی مورد بررسی قرار دهیم، آنگاه می توانستیم بسادگی وابستگی گرانش را به سایر پدیده ها نظیر الکترومغناطیس یا کار انجام شده بیان کنیم. اما چنین امری اگر ناممکن نباشد، بسیار مشکل و یا از حد  فناوری موجود خارج است. زیرا در شرایطی که ما آزمایش می کنیم، اگر از مقدار گرانش موجود در محل آزمایش کاسته شود، فوری از اطراف آن این کسری جبران می شود.

به عنوان مثال سنگی را از ارتفاع دلخواه رها کنید تا بطرف زمین سقوط کند. آنچنانکه در فیزیک مطرح است، انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی جنبشی تبدیل می شود. آیا در اینجا از مقدار گرانش اطراف زمین کاسته می شود؟ اگر جواب منفی باشد آنگاه این سئوال پیش می آید که کدام اندازه گیری موجب این جواب منفی شده است؟

حال آزمایش دیگری را در نظر بگیرید. یک گلوله ی فلزی را از ارتفاعی رها کنید تا بطرف زمین سقوط کند. در محل رسیدن گلوله به سطح زمین یک صفحه ی فلزی قرار دهید. هنگامیکه گلوله به زمین می رسد و با صفحه برخورد می کند، مقداری گرما تولید می شود و حتی ما شاهد جرقه یعنی امواج الکترومغناطیسی خواهیم بود. عادت شده این پدیده را با اینکه انرژی پتانسیل گرانشی به انرژی جنبشی تبدیل می شود و انرژی ها به یکدیگر قابل تبدیل هستند، توجیه کنند. همین توجیه موجب می شود که ماهیت این فرایند کمتر مورد توجه و بررسی موشکافانه ی علمی قرار گیرد. اما اجازه دهید یک دید متفاوت به این تجارب داشته باشیم

اهمیت توجه به ساختمان فوتون

ارتباط و اطلاعات ما از اجسام فرازمینی اعم ماه و خورشید که جزئی از منظومه ی شمسی هستند تا ستارگان و کهکشانهای دور، تنها از دو طریق امکان پذیر است. یکی آثار گرانشی این اجرام و دومی نوری است که از آنها به ما می رسد. اما اطلاعات مربوط به آثار گرانشی اجرام آسمانی نیز از طریق مشاهدات و در نتیجه نور دریافتی از آنها قابل مشاهده است. بنابراین تنها پیام آوران فرازمینی امواج الکترومغناطیسی که نور بخش کوچکی از آن است می باشد. لذا توجه و شناخت نور از اهمیت منحصر به فردی برخوردار است. بنابراین شناخت هرچه بیشتر نور به منزله ی استحکام بینش جهان شناختی و درک واقعی تر از فیزیک جهان است. چگونه می توان به اطلاعات دریافتی از کهکشانها اطمینان داشت، در حالیکه حامل این اطلاعات را بخوبی نشناخته باشیم؟

آنچه که تا به حال در فیزیک مورد توجه بوده است، رفتار نور در محیط های مختلف و کنش آن با سایر ذرات از جمله الکترون است. اثر دوپلر، اثر فوتوالکتریک، اثر کمپتون، اثر موسوئر، انحنای فضا ... همه و همه بدون توجه به ساختمان فوتون تجزیه و تحلیل می شود. هرچند که ظاهراً برای بررسی اینگونه پدیده ها توجه به ساختمان فوتون ضروری به نظر نمی رسد، اما برای یک سفر میلیارد سالی که فوتون طی می کند تا از کهکشانی دور به زمین برسد، توجه به ساختمان فوتون بسیار مهم است. زیرا باید دید آیا خود فوتون در این مسافرت چند میلیارد سالی (تحت شرایط داخلی) دچار دگرگونی می شود یا نه؟

آنچه در این زمینه مورد توجه و پذیرش فیزیکدانان قرار گرفته این است که به گفته ی دیراک فوتون یک ذره ی بنیادی است که نمی توان به ساختمان آن پرداخت. و تنها چیزی که در اختر فیزیک و کیهان شناختی مورد توجه و بررسی قرار گرفته، اثر دوپلری نور و جابجایی بسمت سرخ گرانش است. مشاهدات هابل نشان داد نوری که از کهکشانها به ما می رسد، جابجایی بسمت سرخ از خود نشان می دهد

مشاهدات وی نشان داد که کهکشانها در حال دور شدن از ما هستند و هرچه فاصله ی آنها از زمین بیشتر باشد، و هرچه فاصله ی آنها از ناظر (در این حالت ما) بیشتر باشد، سرعت دور شدون نیز بیشتر می باشد

این مشاهدات فیزیکدانان را به ارائه ی نظریه انبساط فضا و بیگ بنگ رهنمون گردید. در اواخر قرن بیستم مشاهدات کیهانی نشان داد که انبساط جهان دارای شتاب است و در نتیجه مسئله ی انرژی تاریک مطرح گردید که هنوز از رموز حل نشده ی فیزیک است. اگر همانطور که دیراک تصریح کرده، فوتون را بدون ساختمان در نظر بگیریم، راهی نداریم بجز اینکه تنها با استفاده از اثر دوپلر مشاهدات خود را در مشاهدات خود را بررسی کنیم و به نتایج جدیدی دست یابیم که ما را در درک بهتری از جهان یاری کند

زمانی می توانیم به درستی اطلاعات دریافتی باور داشته باشیم که یقین داشته باشیم که علائم حامل اطلاعات در طول مسیر دستخوش هیچگونه تغییری نشده باشند. آیا حقیقتاً خود فوتون بدون هیچ اثر خارجی در یک سفر میلیاردها سالی دستخوش هیچگونه تغییری نمی شود؟

آیا فوتونهای دریافتی از یک کهکشان دور است، همانی است که کهکشان را ترک کرده است؟

بنابراین بدون شناخت ساختمان فوتون، نمی توان به صحت اطلاعات دریافتی اعتماد کامل داشت. لذا تلاش برای شناخت و توضیح ساختمان فوتون یک ضرورت انکار ناپذیر است. بهمین دلیل نظریه سی. پی. اچ. براساس تعریف ساختمان فوتون شکل گرفته است. برای تعریف ساختمان فوتون از کجا و چگونه می توان شروع کرد؟ چنین تعریفی الزاماً بایستی از دو پشتوانه ی منطقی برخوردار باشد، یکی نظریه های معتبر و دیگری تجاربی که این نظریه ها را به اثبات رسانده است

از کدام نظریه می توان کمک گرفت؟ نسبیت یا مکانیک کوانتوم؟

هر یک از این دو نظریه به تنهایی از چنان اعتباری برخوردارند، که استناد به آنها نیز اعتبار دارد. اما خوشبختانه این نظریه ها دارای زمینه های مشترکی نیز هستند که استناد به این زمینه های مشترک می تواند ما را در ترکیب این دو نظریه یاری رساند. لذا کار را از همین زمینه های مشترک پی می گیریم

بار - رنگ و مغناطیس-رنگ

اجازه دهید یک نگاه جدید به رفتار الکترومغناطیسی در میدان گرانشی بیندازیم، این نگرش می تواند در حل این معما که فوتون از چه ذراتی تشکیل شده، مفید واقع گردد. همچنانکه می دانیم یک موج الکترومغناطیسی از دو میدان الکتریکی و مغناطیسی عمود بر هم تشکیل شده است که با سرعت خطی برابر با سرعت نور حرکت می کنند. شکل زیر

با توجه به توصیف امواج الکترومغناطیسی و نظریه هیگز و ترکیب این دو نظریه به نتیجه بسیار جالبی خواهیم رسید.

در اینجا دو میدان داریم، یکی میدان الکتریکی و دیگری میدان مغناطیسی که با توجه یه نظریه هیگز، این میدانها توسط ذرات هیگز ایجاد می شوند. اما در اینجا میدانها متفاوتند، یکی میدان ابکتریکی که توسط ذراتی ایجاد می شوند که از خود، خواص الکتریکی بروز می دهند و با سرعت خطی برابر سرعت نور منتقل می شوند. اما علاوه بر سرعت خطی که در موج الکترومغناطیسی دارد، روی محور عمود بر آن نیز دارای حرکت است. لذا مجموع مسیری که این ذرات در واحد زمان طی می کند، بیشتر از سرعت نور است

در اینجا سه نکته کاملاً مشهود و قابل تعمق است

1 – این ذرات خواص الکتریکی دارند. چون به اندازه بار الکتریکی پایه (بار الکتریکی الکترون یا پروتون) نیستند، لذا آنها را بار – رنگ می نامیم. بطور مشابه در مورد میدان مغناطیسی و ذرات تشکیل دهنده ی آن میتوان چنین تعبیری داشت که میدان مغناطیسی اطراف فوتون از مغناطیس – رنگ تشکیل شده است

2 – حرکت این ذرات را می توان شامل سه نوع حرکت دانست، یکی سرعت خطی که برابر سرعت انتقال موج الکترومغناطیسی (برابر سرعت نور)، دوم سرعتی که در میدان دارند (در شکل بالا مشخص شده است) و سوم اسپین این ذرات. لذا مجموع مقادیر سرعتها برابر مقدار سرعت این ذرات است که آن را با Vc نشان می دهیم. بطور وضوح مشخص است که Vc > c که در آن  Vc, c بترتیب مقدار سرعت نور و مقدار سرعت بار – رنگ و مغناطیس – رنگ هستند

3 –  میدان گرانشی از ذراتی (گراویتون) تشکیل می شود که دارای خواص - بار رنگی و مغناطیس – رنگی می باشند. زیرا همچنانکه در فصل قبل مشاهده شد، هنگامیکه فوتون در میدان گرانشی در حال سقوط است، انرژی و در نتیجه شدت میدانهای الکتریکی و مغناطیسی آن افزایش می یابد (جابجایی بسمت آبی)، لذا ورود گراویتونها (بار – رنگ و مغناطیس – رنگ) به ساختمان فوتون موجب افزایش انرژی آن می شود

 با توجه به این اطلاعات به تعریف سی. پی. اچ. پرداخته و اصل سی. پی. اچ. را بیان می کنیم. لازم به ذکر است که

برای سی. پی. اچ. از کلمه ی ذره استفاده شده است، منظور از ذره همان نقطه ی مادی نیست و در فارسی کلمه ای که گویای مفهوم سی. پی. اچ. باشد ندیدم. بهمین دلیل از لغت ذره استفاده شد. همچنین توجه شود که در مورد شکل آن نیز هیچ نظر خاصی وجود ندارد. لذا هر کس بنا بر برداشت و سلیقه ی خود می تواند برای آن شکل مورد نظر خویش را تجسم کند

CPH تعریف

فرض کنیم یک ذره با جرم ثابتm  وجود دارد که نسبت به هر دستگاه لختی با مقدار سرعت ثابت Vcحرکت می کند. و

Vc>c   c, is speed of light

بنابراین سی. پی. اچ. دارای اندازه حرکت خطی برابر  mVc می باشد. شکل زیر

CPH اصل

پی. اچ. یک ذره بنیادی با جرم ثابت است که با مقدار سرعت ثابت حرکت می کند. این ذره داری لختی دورانی است. در هر واکنش بین این ذره با سایر ذرات یا نیروها در مقدار سرعت آن تغییری داده نمی شود، بطوریکه

توجه: هنگامیکه نیروی خارجی بر آن اعمال شود، قسمتی از سرعت انتقالی آن به سرعت دورانی (یا بالعکس ) تبدیل می شود، بطوریکه در مقدار Vc تغییری داده نمی شود. یعنی اندازه حرکت خطی آن به اندازه حرکت دورانی و بالعکس تبدیل می شود. بنابراین مجموع انرژی انتقالی و انرژی دورانی آن نیز همواره ثابت است. تنها انرژی انتقالی آن به انرژی دورانی و بالعکس تبدیل می شود

هنگامیکه سی. پی. اچ. دارای حرکت دورانی حول محوری که از مرکز جرم آن می گذرد است، یعنی زمانیکه سی. پی. اچ. دارای Spin  است،آن را گراویتون می نامیم

When CPH has Spin, It calls Graviton

تشریح

هنگامیکه یک سی. پی. اچ. وجود سی. پی. اچ. دیگری را احساس می کند. دارای اسپین می شوند که گراویتون نامیده می شود. علت ایجاد اسپین در اصل موضوع سی. پی. اچ. نهفته است که باید با مقدار سرعت ثابت Vc  حرکت کند بطوریکه

gradVc=0 in all inertial frames and any space

 بنابراین هر مقدار که از سرعت آن روی یک محور مختصات کاسته می شود، به همان میزان بر مقدار سرعت روی دو محور دیگر افزوده می شود. یعنی

بعبارت دیگر مجموع مقدار شتاب های سی. پی. اچ. روی سه محور مختصات برابر با صفر است. حال دو سی. پی. اچ. را در نظر بگیرید که متوجه بار- رنگی و مغناطیس – رنگی یکدیگر شده اند. شکل زیر

شکل بالا نشان می دهد که دو گراویتون با جرم m  و اندازه حرکت  p=mVc ، درفاصله  r تحت تاثیر بار – رنگی و مغناطیس رنگی یکدیگر قرار گرفته، با هم ترکیب می شوند، اما چون مقدار سرعت آنها ثابت است، حرکت انتقالی آنها به حرکت دورانی

Spin

تبدیل می شود. فاصله ی بین آنها تا جایی می تواند کاهش یابد که باهم برخورد نکنند. در صورت برخورد به دلیل اسپینی که دارند، از یکدیگر دور می شوند. لذا تراکم (چگالی) آنها تا زمانی می تواند افزایش یابد که به حالت تماس نرسند. در صورت تماس طی برخوردی شدید یکدیگر را می رانند و به اطراف پراکنده می شوند

 یکبار دیگر جابجایی بسمت آبی را به خاطر آورید که طی آن یک فوتون در حال سقوط در میدان گرانشی است. (اثر مسبوئر و آزمایش پوند – ربکا). فوتونی با انرژی

 به اندازه y   سقوط می کند و انرژی آن به اندازه ی mgy  افزایش می یابد و به مقدار

می رسد

انرژی و جرم فوتون افزایش میابد. شکل زیر حرکت یک فوتون در حال سقوط در یک میدان گرانشی را نشان می دهد که با ورود گراویتونها به آن انرژی (جرم)، فرکانس و شدت میدانهای الکتریکی و مغناطیسی آن افزایش می یابد

بنابراین یک فوتون از تعدادی گراویتون تشکیل می شود که دارای اسپین هستند. شکل زیر

همچنین فوتون دارای اسپین است. بنابراین هنگامیکه فوتون با سرعت نور حرکت می کند، گرایتون هایی که فوتون را تشکیل داده اند دارای حرکتهای زیر می باشند:

حرکت انتقالی برابر سرعت نور، زیرا فوتون با سرعت نور منتقل می شود و اجزای تشکیل دهنده آن نیز الزاماً با همین سرعت منتقل می شوند.

حرکت دورانی (اسپین)، زیرا طبق اصل سی. پی. اچ. مقدار سرعت سی. پی. اچ. بیشتر از سرعت نور است و هنگامیه سی. پی. اچ. ها با یکدیگر ادغام می شوند و سایر ذرات را تشکیل می دهند، مقداری از سرعت انتقالی آنها به اسپین تبدیل می شود.

و حرکت ناشی از اسپین فوتون، زیرا گراویتون ها در ساختمان فوتون هستند و از حرکت اسپینی فوتون سهم می برند

زیر کوانتوم انرژی، جرم و نیرو

 در فرآیند بالا نشان داده شد که چگونه گراویتونها وارد ساختمان فوتون شده و انرژی آنرا افزایش می دهند. از طرفی دیگر می دانیم که گراویتونها حامل نیروی گرانشی هستند. لذا بسادگی مشاهده می شود که نیرو قابل تبدیل به انرژی است. گراویتونهایی که به این ترتیب تبدیل به انرژی می شوند.

در یک میدان گرانشی، هنگامیکه فوتون بسمت آبی جابجا می شود، گراویتون ها تبدیل به انرژی می شوند و زمانیکه فوتون بسمت قرمز جابجا می شود، انرژی فوتون به گراویتون تبدیل می شود و و سرانجام با تباه شدن انرژی ، ماده و پادماده پدید می آید.  شکل زیر

در حقیقت سی. پی. اچ. یک زیر کوانتوم هستی در طبیعت است که همه ی ذرات از آن ساخته شده اند

CPH is Sub Quantum of existence in Nature

این زیر کوانتوم دارای جرم است، پس جلوه ی ماده است، دارای اندازه حرکت است که بیان کننده ی انرژی است. همچنین دارای خواص بار-رنگی و مغناطیس – رنگی است. یک کوانتوم انرژی از تعدادی سی. پی. اچ. تشکیل می شود و امواج الکترومغناطیسی ظاهر می شوند.

بدین ترتیب مشخص است که چرا نمی توان فوتون را در حالت سکون مشاهده کرد، زیر یک فوتون در شرایط سرعت نور و از تعدادی ذرات زیر فوتون (بار-رنگها و مغناطیس-رنگها) تولید می شود که خود این ذرات زیر فوتونی با مقدار سرعتی بیشتر از سرعت نور حرکت می کنند