ایتنا - قضیه «توپ مودار» در ریاضی نشان میدهد همیشه حداقل یک مکان روی زمین وجود دارد که در آن هیچ بادی نمیوزد.
«قضیه توپ مودار» و کاربردهای آن
سايت خبری ايتنا , 14 مرداد 1403 ساعت 0:01
ایتنا - قضیه «توپ مودار» در ریاضی نشان میدهد همیشه حداقل یک مکان روی زمین وجود دارد که در آن هیچ بادی نمیوزد.
شاید شگفتآور باشد؛ اما نمیتوانید موهای نارگیل را خیلی صاف و بدون ایجاد «موی ناخواب» شانه کنید. در شاخهای از ریاضیات با نام توپولوژی، این حقیقت اثبات نیز میشود.
به گزارش ایتنا و به نقل از لایوساینس، قضیه توپ مودار پیامدهای گستردهای در هواشناسی، انتقال رادیویی و انرژی هستهای دارد. البته، ریاضیدانان در چارچوببندی مسئله به نارگیل توجه خاصی ندارند. به زبان فنیتر، نارگیل را به عنوان یک کره و موها را به عنوان بردار در نظر بگیرید.
بردار اغلب به صورت پیکان نشان داده میشود و دارای مقدار و جهت است. شانه کردن و صاف کردن موهای نارگیل را نیز میتوانید معادل با بردارهای مماس آن در نظر بگیرید. همچنین، آرایش بردارها روی کره باید پیوسته باشد، به این معنی که موهای مجاور باید صرفاً به تدریج تغییر جهت دهند، نه به شدت.
اگر این معیارها را در کنار هم قرار دهیم، این قضیه میگوید هر طور که بخواهید بردارهایی را به هر نقطه از یک کره اختصاص دهید، اتفاق ناخوشایندی رخ میدهد: یک ناپیوستگی به وجود میآید؛ یعنی یک بردار با طول صفر یا برداری که بر کره مماس نیست. به زبان ریاضی، روی کره، یک میدان برداری مماس پیوسته غیرصفر وجود ندارد.
برای مشاهده نتیجه شگفتانگیز دیگری از این قضیه، یک توپ بسکتبال را به هر سمتی که میخواهید بچرخانید. در این صورت همیشه نقطهای روی سطح آن وجود خواهد داشت که سرعت آن صفر است! البته با تأمل بیشتر، این ممکن است بدیهی به نظر برسد.
یک توپ در حال چرخش حول یک محور نامرئی میچرخد و نقاط دو طرف آن محور حرکت نمیکنند. ولی حالتی را در نظر بگیرید که آن دو نقطه ثابت را سوراخ کنیم تا دیگر بخشی از توپ نباشند. حالا چطور؟ به این ترتیب به نظر میرسد که هر نقطه در حال حرکت است. آیا بدین ترتیب قضیه قضیه توپ نقض شده است؟ نه، چون سوراخ کردن توپ، آن را به یک توپ پیراشکیشکل تبدیل میکند! و البته قضیه توپ مودار تنها برای کره صادق است و نه دونات یا چنبره.
کد مطلب: 80084
آدرس مطلب: https://www.itna.ir/article/80084/قضیه-توپ-مودار-کاربردهای