جمعه 3 مرداد 1393 | به روز شده: 13 دقیقه قبل

HAMSHAHRIONLINE

The online version of the Iranian daily Hamshahri
ISSN 1735-6393
چهارشنبه 24 بهمن 1386 - 01:11:32 | کد مطلب: 44116 چاپ

مفاهیم: نسبیت چیست؟

دانش > دانش - همشهری آنلاین- ترجمه دکتر علی ملائکه
آلبرت اینشتین به خاطر بسیاری چیزها مشهور است، اما بزرگترین ثمره فکری او نظریه نسبیت است

این نظریه برای همیشه درک ما را از فضا و زمان تغییر داد.

نسبیت چیست؟ به طور خلاصه، نسبیت به معنای این است که قوانین فیزیک در همه جا یکسان هستند.ما در این جا در روی کره زمین از همان قوانین نور و  جاذبه تبعیت می‌‌کنیم که در هر گوشه‌ای از جهان حکفرماست.

جهانشمولی قوانین فیزیک به این معناست که "تاریخ محلی است" : ناظران متفاوت زمان و مکان رویدادهای مختلف را به طور متفاوت خواهند دید.

آنچه برای ما یک میلیون سال طول کشیده است، ممکن است از چشم کسی که با یک موشک با سرعت فوق‌العاده در حال حرکت است یا در حال سقوط به درون یک سیاهچاله است، تنها به اندازه پلک زدنی طول بکشد.

همه اینها نسبی هستند.

نسبیت خاص

نظریه نسبیت اینشتین به دو نظریه نسبیت خاص و نسبیت عام تقسیم می‌شود.

نظریه نسبیت خاص ابتدا ارائه شد و بر این اساس است که سرعت نور برای هرکسی ثابت است.  گرچه ممکن است این بیان ساده به نظر رسد، اما پیامدهای گسترده‌ای دارد.

اینشتین در سال 1905 پس از آنکه شواهد تجربی نشان داد که سرعت نور در چرخش کره زمین به دور خورشید تغییر نمی‌کند، به این نتیجه‌گیری رسید.

این نتیجه‌گیری برای فیزیک‌دانان غافلگیرکننده بود، زیرا سرعت اغلب چیزهای دیگر بسته به جهت حرکت ناظر دارد.

اگر شما ماشینی را به موازات یک خط آهن برانید، قطاری که به سوی شما حرکت می‌کند، دارای سرعت بسیار بیشتری به نظر خواهد رسید تا هنگامی که شما دور بزنید و هم‌جهت با قطار حرکت کنید.

اینشتین می‌گفت که برای همه ناظران سرعت نور 300 هزار کیلومتر در ثانیه است، بدون توجه به اینکه این ناظران با چه سرعتی و در چه جهتی در حال حرکت باشند.

این برداشت از سرعت نور یک کمدین را برانگیخت تا بپرسد : "اگر شما سوار بر یک سفینه فضایی باشید که با سرعت نور در حال حرکت است، و چراغ‌های جلوی سفینه را روشن کنید، آیا اتفاقی می‌‌‌افتد؟"

 پاسخ این است که چراغ‌های جلوی سفینه به طور طبیعی روشن می‌شود، اما تنها از دیدگاه فردی که درون سفینه است.

برای فردی که بیرون از سفینه به حرکت آن نگاه می‌کند، چراغ‌های آن به نظر روشن نمی‌رسد: نور از آنها خارج می‌شود، اما برای پرتوهای نور زمانی بی‌نهایت طول می‌کشد تا از سفینه جلو بیفتند.

این مشاهده‌های متناقض به خاطر این هستند که "خط‌کش‌ها و ساعت‌ها"- چیزهایی که مکان و زمان را مشخص می‌کنند- برای ناظران متفاوت یکسان نیستند.

اگر سرعت نور چنانچه اینشتین می‌گفت حدی ثابت داشته باشد، آنگاه مکان و زمان نمی‌‌توانند مطلق باشند: مکان و زمان باید سوبژکتیو یا وابسته به ناظر باشند.

برای مثال یک سفینه فضایی 50 متری که با سرعت 99.99 درصد سرعت نور حرکت می‌کند، از دیدگاه یک ناظر ثابت نیم متر طولانی‌تر به نظر خواهد رسید، اما از دید کسی که بر آن سوار است طولش تغییر نکرده است.

شاید عجیب و غریب‌‌تر این باشد که که زمان هر چه فرد سریع‌تر حرکت کند، کندتر می‌گذرد.
اگر یک نفر از زوج دوقلوی همسان سوار بر سفینه فضایی پرسرعتی شود و به سوی ستاره‌ای دوردست برود و سپس بازگردد، نسبت به برادر یا خواهرش که روی زمین باقی مانده است، جوانتر خواهد ماند.

جرم نیز به سرعت بستگی دارد. هر چه یک جسم با سرعت بیشتری حرکت کند، جرم آن بیشتر می‌شود. در واقع هیچ سفینه فضایی نمی‌تواند به 100 درصد سرعت نور برسد، چرا که جرم آن به نهایت میل خواهد کرد.

این رابطه میان جرم و سرعت اغلب به صورت رابطه جرم و انرژی بیان می‌شود: E=mc^2‍ که m نماینده جرم و c  نماینده سرعت نور است.

نسبیت عام

اینشتین تنها درک ما را از فضا و زمان به هم نریخت. او با وارد کردن شتاب به نظریه‌‌اش به تعمیم دادن آن پرداخت و دریافت که این کار شکل فضا و  زمان را معوج می‌کند.

برای درک این قضیه به این مثال توجه کنید: سفینه‌ای فضایی را تصور کنید که با روشن‌کردن موتورهای رانشی‌اش سرعتش را بالا می‌برد.

آنهایی که در این سفینه هستند به کف سفینه خواهند چسبید، درست همانطور که افراد روی کره زمین به آن چسبیده‌اند..

اینشتین ادعا کرد که نیرویی که ما جاذبه می‌نامیم، از نیرویی که بر افراد یک سفینه در حال شتاب گرفتن وارد می‌‌آید، غیرقابل تشخیص است.

این نظریه به خودی خود خیلی انقلابی نیست، اما هنگامی که اینشتین با ریاضیات پیچیده آن کار کرد (این کار 10 سال وقت او را گرفت)، کشف کرد که  فضا و زمان در نزدیک یک جسم دارای جرم زیاد قوس برمی‌دارند، و این قوس‌‌برداشتن است که ما آن را به صورت نیروی جاذبه درک می‌کنیم.

مشکل است که هندسه قوسی نسبیت عام را توصیف کرد، اما اگر فضا - زمان را مانند یک پارچه تصور کنیم، آنگاه یک جسم با جرم زیاد پارچه پیرامونش را طوری می‌کشد که هر چیزی که از کنار عبور می‌کند دیگر خط مستقیم را طی نخواهد کرد.

معادلات نسبیت عام شماری از پدیده‌ها را پیش‌بینی می‌کند، که وجود بسیاری از آنها تا به حال ثابت شده است:[ظاهراً اینشتین درست می‌گفت]

• خم‌شدن نور در اطراف اجسام دارای جرم زیاد (عدسی گرانشی).
• تغییر تدریجی مدار سیاره عطارد.
• کشش چارچوب (frame dragging) فضا - زمان در اطراف اجرام در حال چرخش.
• ضعیف‌شدن نوری که از کشش جاذبه‌ای می‌ گریزد (تغییر فرکانس نور به سوی بخش قرمز طیف ناشی از جاذبه)
• افزایش سرعت در دوره‌های چرخشی ستاره‌های دوگانه و ستاره‌ های تپنده (پالسارها).
• امواج گرانشی (امواجی در ساختار فضا - زمان).
• وجود سیاه‌چاله‌ها که هر چیزی از جمله نور را به دام می‌اندازند.

تاب برداشتن فضا - زمان در اطراف یک سیاهچاله از هر جای دیگری شدیدتر است.

 اگر آن یک نفر از دوقلوهایی که در بالا گفتیم در سفر فضایی‌‌اش به درون یک سیاهچاله سقوط کند، چنان کشیده می‌شود که به صورت اسپاگتی در خواهد آمد!!

خوشبختانه او بیش از چند ثانیه‌ای زنده نخواهد ماند.

اما جفت او در روی کره زمین هرگز پایان کار او را نخواهد دید- دیدن او که ذره ذره در طول عمر کیهان به سوی مرکز سیاهچاله حرکت می‌کند.

LiveScience, 11 Feb., 2008 

انتخاب سردبیر

طنین شعار «مرگ بر اسرائیل» در ۷۷۰ شهر؛ اعلام بیزاری ملت ایران از رژیم اشغالگر قدس

همشهری آنلاین: مراسم راهپیمایی روز قدس در تهران از ساعت ۱۰:۳۰ دقیقه صبح امروز جمعه آغاز می شود که در مسیرهای نُــه‌گانه به سمت میعادگاه نماز جمعه در دانشگاه تهران با حضور امت قدرشناس و همیشه در صحنه برگزار خواهد شد.

تراکتورسازی قهرمان جام شهدا شد؛ اهدای جایزه نقدی به مردم غزه

همشهری آنلاین: شاگردان رسول خطیبی با برتری دو بر یک برابر استقلال قهرمان جام شهدا شدند. مصاف تراکتورسازی و استقلال در فینال جام شهدا با برتری دو بر یک تیم تبریزی به پایان رسید تا رسول خطیبی و شاگردانش قهرمانی جام شهدا را جشن بگیرند.

راه علاج واقعی برای از بین بردن اسرائیل

همشهری آنلاین: دفتر حفظ و نشر آثار حضرت آیت الله العظمی خامنه ای در آستانه روز جهانی قدس به بررسی دیدگاه معظم له در زمینه حل موضوع فلسطین و از میان رفتن رژیم صهیونیستی پرداخته است.

دولت لایحه فوریتی کمک به کرانه باختری را به مجلس ارائه دهد

همشهری آنلاین: از دولت انتظار داریم در اجرای تدابیر مقام معظم ولایت مبنی بر «تسلیح کرانه باختری مانند غزه»، لایحه کمک به تسلیح مردم این منطقه را با فوریت تمام به مجلس شورای اسلامی تقدیم دارد.

علامه امینی سعی داشت مظلومیت امام علی(ع) را ریشه‌یابی کند

همشهری آنلاین: نوه علامه امینی گفت: علامه امینی با درک بیشتر از شخصیت امام علی(ع) سعی داشتند تا دلیل این مظلومیت را ریشه‌یابی کنند و بررسی کنند که چه زمینه‌هایی در جریانات فرهنگی، سیاسی و اجتماعی در جامعه آن روزگار وجود داشته است که باعث شده تا فردی مانند امیرالمؤمنین این چنین مظلوم واقع شوند.

دیدار بان کی مون با آیت‌الله سیستانی

همشهری آنلاین: دبیر کل سازمان ملل ضمن تشریح جزئیات دیدارش با آیت‌الله سیستانی انتخاب رئیس جمهوری عراق را تبریک گفت و اعلام کرد که انتخاب رؤسای جمهور و پارلمان در عراق منجر به از بین رفتن چند دستگیها در عراق خواهد شد.

اعلام تحریم‌های جدید اتحادیه اروپا علیه روسیه و جدایی‌طلبان اوکراین

همشهری آنلاین: اتحادیه اروپا تحریم‌های جدیدی را علیه روسیه و جدایی‌طلبان اوکراین مقرر کرد. نمایندگان ۲۸ کشور اتحادیه اروپا پنج‌شنبه ۲ مرداد در بروکسل گرد آمدند تا درباره‌ گسترش لیست تحریمی موجود علیه روسیه تصمیم بگیرند.

پیروانی مربی پرسپولیس شد

همشهری آنلاین: افشین پیروانی پرافتخارترین کاپیتان سابق تیم فوتبال پرسپولیس ،مربی قرمزپوشان پایتخت در فصل جدید لیگ برتر فوتبال ایران شد.

سخنگوی شورای نگهبان مشخص شد

همشهری آنلاین: در جلسه عصر روز چهارشنبه اعضای شورای نگهبان، انتخابات هیات رئیسه این شورا برگزار و اعضای هیأت رئیسه انتخاب شدند.

نامزدهای بوکر معرفی شدند

همشهری آنلاین: اسامی ۱۳ نویسنده راه‌یافته به مرحله‌ی نخست جایزه بین‌ا‌لمللی «من بوکر» اعلام شد. چهار نویسنده آمریکایی‌، شش انگلیسی‌، دو نویسنده ایرلندی و یک استرالیایی نویسندگان برگزیده مرحله اول بوکر امسال را تشکیل داده‌اند.

زندگینامه: فواد معصوم (۱۹۳۸-)

همشهری آنلاین: فواد معصوم سال ۱۹۳۸ در شهر کویه به دنیا آمد. خانواده او از روستای خبانین هستند که یکی از توابع منطقه هورامان به شمار می‌رود و از بزرگترین خانواده‌های مذهبی در کویه عراق می‌باشند.

بان کی مون تشکیل دولت وحدت ملی را در عراق خواستار شد

همشهری آنلاین: «بان کی مون» دبیر کل سازمان ملل متحد، تشکیل دولت وحدت ملی عراق را برای دور شدن این کشور از «تهدید موجودیتی» خواستار شد.

اولین محموله کمک‌های هلال احمر ایران جهت انتقال به غزه ارسال شده است

همشهری آنلاین: سخنگوی وزارت امور خارجه اعلام کرد: اولین محموله کمکهای هلال احمر ایران جهت انتقال به غزه، به قاهره ارسال شده است.

اقدام بازاریان ایران برای کمک تسلیحاتی به رزمندگان کرانه باختری

همشهری آنلاین: سازمان بسیج اصناف و بازاریان کشور در اطلاعیه‌ای با اشاره به تاکید رهبر معظم انقلاب مبنی بر کمک به غزه و مسلح شدن کرانه باختری، شماره حسابی برای کمک به خرید تسلیحات برای رزمندگان فلسطینی را اعلام کرد.

سخنگوی داعش در موصل به هلاکت رسید

همشهری آنلاین: در حمله هوایی ارتش عراق به مانور نظامی داعش در ورزشگاه موصل، سخنگوی این گروه تروریستی و چند نفر دیگر از اعضای آن به هلاکت رسیدند.

درگاه جامع قرآنی کشور راه‌اندازی می‌شود

همشهری آنلاین: مدیرکل ارتباطات و هماهنگی معاونت قرآن و عترت وزارت ارشاد از راه اندازی درگاه جامع قرآنی کشور خبر داد.

واکنش نیکی کریمی به کشتار غزه

همشهری آنلاین: نیکی کریمی با اظهار تأسف از کشتار بی‌رحمانه در غزه گفت: برایم عجیب است در عصر اینترنت و ارتباطات چنین فاجعه جهانی در حال وقوع است و هر کس هر کاری دلش بخواهد، انجام می‌دهد اما اتفاقی نمی‌افتد.

هند؛ ۲۳۲ تکه مشابه دندان از دهانش درآوردند

همشهری آنلاین: از دهان یک جوان هندی بیش از ۲۳۲ تکه دارای ساختار مشابه دندان خارج شد. این جراحی در بیمارستان جی.جی در بمبئی هفت ساعت به طول انجامید.