دوشنبه 3 آذر 1393 | به روز شده: 1 دقیقه قبل

HAMSHAHRIONLINE

The online version of the Iranian daily Hamshahri
ISSN 1735-6393
چهارشنبه 24 بهمن 1386 - 00:11:32 | 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

ابراهیم رنجبر به اردوی تیم ملی تیرو کمان افراد غیر معلول دعوت شد

همشهری آنلاین: پس از زهرا نعمتی، بانوی طلایی پارالمپیک لندن و بازی‌های پاراآسیایی اینچئون، ابراهیم رنجبر، ملی‌پوش تیم ملی تیرو کمان جانبازان و معلولین هم به اردوی تیم ملی افراد غیر معلول دعوت شد.

یخ عصر یخبندان آب شد

ابراهیم جلالیان: فرقی نمی‌کند آدم مدرن باشی یا سنتی. فرقی نمی‌کند، کارگر باشی یا کارمند، رئیس باشی یا مرئوس. فرقی نمی‌کند زن باشی یا مرد، جوان باشی یا پیر. اصلا هیچ فرقی نمی‌کند که جنگ را دیده‌باشی یا ندیده باشی. مهم این است که یونس فیلم« شیار ۱۴۳»غوغا می‌کند.

چند دلیل خوب برای خوردن مرغ

همشهری آنلاین: مرغ، کم چرب و کم کالری و در عین حال سرشار از پروتئین است که به کنترل وزن نیز کمک زیادی می‌کند.

معرفی کتاب : دائره‌المعارف واژگانی ارتباطات

همشهری آنلاین: دائره‌المعارف دو جلدی واژگان ارتباطات، مشتمل بر ۲۰ هزار واژه به عنوان مدخل، توسط دکتر سید رضا نقبائی لنگرودی عضو هیأت علمی دانشگاه صدا و سیما تألیف شده است.

نماهایی از دیدار دو تیم بسکتبال پمینا و مهرام

همشهری آنلاین: در سومین هفته از لیگ برتر بسکتبال مردان ایران تیم پمینا در اصفهان میزبان مهرام تهران بود که با وجود ارائه نمایشی خوب، در نهایت با قبول شکست، سومین باخت فصل را متحمل شد.

پوتین؛ نامزدی برای ریاست جمهوری ۲۰۱۸ را رد نمی‌کنم

همشهری آنلاین: رئیس جمهور روسیه با بیان اینکه قصد ندارد رئیس‌جمهور مادام‌العمر روسیه شود گفت احتمال اینکه مجددا در سال ۲۰۱۸ نامزد ریاست جمهوری شوم را رد نمی‌کنم.

سلطان ادویه‌ها معجزه می‌کند

همشهری آنلاین: صدها سال پیش تاجران، «فلفل سیاه» را سلطان ادویه‌ها قلمداد می‌کردند و این ادویه یکی از اولین کالاهای تجاری میان هند و اروپا بود.

برپایی چهارمین اجلاس شهرداران آسیایی از ۳ آذر در چین

چهارمین اجلاس شهرداران آسیایی ازدوشنبه ۳ تا ۶ آذرماه در شهر هایکو چین برگزار می‌شود.

علی جنتی در ​کتابفروشی انصاریان قم به دیدار علما رفت​

همشهری‌آنلاین: در پی فراخوان احمد مسجد جامعی برای حضور اصحاب فرهنگ و هنر در کتابفروشی‌ها در آخرین روز هفته کتاب جمهوری‌اسلامی ایران، علی جنتی وزیر فرهنگ و ارشاد اسلامی و جمعی از علمای حوزه علمیه قم از جمله آیت‌الله امینی، آیت‌الله جناتی، آیت‌الله علوی بروجردی، آیت‌الله ابن الرضا و فرزند آیت‌الله العظمی بهجت در کتابفروشی انصاریان قم حضور یافتند.

خلق رمان بزرگ انقلاب و جنگ

هدایت ‌الله بهبودی: فضای حاکم بر ادبیات جامعه ما، فضایی نیست که امکان تشخیص و گزینش «رمان بزرگ» را داشته باشد. سؤال این بوده و هست: «چرا رمان بزرگ انقلاب و جنگ خلق نشده است؟»

هر ایرانی یک اثر هنری به واقعیت می‌پیوندد؟

همشهری آنلاین: فستیوال هنرهای تجسمی. شاید این بهترین نامی باشد که می‌توان بر روی نمایشگاه سالانه "هفت نگاه" که این روزها در فرهنگسرای نیاوران در حال برگزاری است، نهاد.نمایشگاهی که اینک در هفتمین دوره شمار بیشتری از علاقه‌مندان را به سمت خود آورده.

پروانه ساخت گرفتند این فیلم‌ها

همشهری آنلاین: شورای صدور پروانه‌ فیلمسازی ۳۵ میلیمتری در جلسه‌ چهارشنبه ۲۸ آبان که با حضور اکثریت اعضا برگزار شد، با صدور مجوز ساخت شش عنوان فیلم سینمایی موافقت کرد.

پنج دقیقه‌ی اول ملاقات با مشتری

زهرا جورابلو: پنج دقیقه‌ی اول ملاقات با مشتری مانند فونداسیون یک خانه است؛

آخرین وضعیت بازسازی تالار مولوی

همشهری آنلاین: مدیر تالار مولوی با بیان اینکه موضوع مقاوم‌سازی روند بازسازی تالار «مولوی» را طولانی‌ کرده است، اظهار امیدواری کرد که تا پایان سال این تالار به بهره‌برداری برسد.‌

فوتبالیست‌های سرباز تا پایان فصل محروم شدند

همشهری آنلاین: به موجب تصمیم سازمان نظام وظیفه عمومی، فوتبالیست‌هایی که با ارائه مدارک جعلی اقدام به دریافت کارت پایان خدمت کرده‌اند، تا پایان فصل حق بازی ندارند.

زندگی با طعم معنوی

نجمه تاجیک: هر روز راس ساعت ۹ صبح، در حالی‌که رحل‌های قرآن دور تا دور یکی از اتاق‌های ۳۰خانه از خانه‌های محله دارآباد چیده شده بود، صدای قرآن به گوش می‌رسید.

نیایشى با عشق

بلند نوین: شیرینی‌هایی هست که من آن‌ها را پخته‌ام