یکى تئورى معروف نسبیت و دیگری نامه‌اش به رئیس‌جمهور آمریکا و تذکر به وی بر لزوم ساخت بمب اتمی پیش از هیتلر.
اما نسبیت دستاویز عده‌اى شد تا با برداشت نادرست از عنوان این نظریه و بدون آگاهی از ماهیت آن، به این بهانه به ترویج افکار خود به خصوص بعد از ویرانى‌هاى ناشى از جنگ‌هاى جهانى در اروپا بپردازند، تا جایى که حتى اینشتین در اواخر عمر به خاطر سوءاستفاده‌هاى افراد ناآگاه از اسم تئورى نسبیت، از این نام‌گذارى بسیار متأسف شد. لازم به ذکر است که نظریه‌هاى نسبیت (خاص و عام) بر روى اصول موضوعه کاملاً مطلق بنا نهاده شده‌اند.
در نسبیت خاص، ثابت بودن سرعت نور و یکى بودن قوانین فیزیکى در همه دستگاه‌هاى لخت و در نسبت عام هم‌ارزى جرم لختى و جرم گرانشى اصل موضوع هستند.
دلیل دیگر معروفیت اینشتین در دنیا به همکارى، البته غیرعلمی، وى در پروژه‌هاى ساخت بمب اتمی براى ایالات متحده (پروژه منهتن) مربوط می‌‌شود. اینشتین یهودى بود و درجریان جنگ دوم جهانی از آلمان گریخته و ساکن آمریکا شده بود.
او در آمریکا و به اسرار لیو زیلارد (فیزیکدان تجربی لهستانی که او هم از اروپا فرار کرده و به آمریکا پناه آورده بود) با نوشتن نامه‌اى به رئیس‌جمهور، روزولت، لزوم ساخت هر چه سریع‌تر بمب اتمی را پیش از رسیدن آلمان نازى به این تکنولوژى متذکر شد.
او بعدها پس از تنها باری که در تاریخ بشری بمب اتمی به کار رفت، یعنی در هیروشیما و ناکازاکی، بسیار خود را از این بابت سرزنش کرد و حتی گفت که اگر دوباره فرصت زندگی داشت، می‌رفت و کفاش می‌شد.
او در پایان عمرش با پیشنهاد ریاست جمهوری اسرائیل روبه‌رو شد. اما در پاسخ گفت: «اسرائیل را در سرزمین فلسطین تأسیس کردهاند و این انتخاب دلایل نژادی دارد و من با هرگونه نژادپرستی مخالفم.» و به این ترتیب این پیشنهاد را رد کرد. او جایی مثل اوگاندا را برای تأسیس اسرائیل مناسب‌تر می‌دانست.
اما در جامعه علمی اینشتین دلایل زیادى براى معروفیت دارد. وى در طول حیات خود کارهاى بزرگى انجام داد که هر کدام از آنها به تنهایى لایق یک جایزه نوبل فیزیک بودند. سه مقاله معروفى که در سال ۱۹۰۵ و به فاصله هشت هفته چاپ شدند، حاصل بیش از 5 سال پژوهش نظری وی بود.
این سه مقاله در مورد حل نظرى حرکت «براونى»، توضیح اثر فتوالکتریک و نسبیت خاص (الکترودینامیک اجسام متحرک) بودند. مقاله اول او حرکتی جدی را در مکانیک آماری آغاز کرد. مقاله دوم تأییدی بود بر «کوانتم‌های انرژی پلانک».
این مقاله و چند مقاله و کشف دیگر در ربع اول قرن بیستم، سرمنشاء اصلی بزرگ‌ترین انقلاب علمی تاریخ «مکانیک کوانتومی» شدند. دلیل اصلی کسب جایزه نوبل فیزیک توسط اینشتین هم همین توضیح اثر فتوالکتریک بود.
در مقاله سوم، اینشتین نظریه‌ای داد که نتیجه چند آزمایش قبلی را که نظریه‌های موجود (مکانیک کلاسیک یا نیوتونی) نمی‌توانستند آنها را توجیه کنند، توجیه کرد. نسبیت خاص، منجر به انقلابی در مفاهیم فیزیکی مثل فضا و زمان شد. این کار نتیجه تلاش طاقت‌فرسای چند‌ساله او بود.
چند تا از مهم‌ترین تئوری‌هایی که اینشتین نقش برجسته‌ای در آنها داشته، عبارتند از: توضیح گذارهاى خودبه‌خودى و واداشته که سرمنشاء اصلى ساخت لیزرها شد، آمار بوز اینشتین که توضیح دهنده سرشت آمارى ذراتى به نام بوزون (حامل‌هاى نیرو) است، گل سرسبد آنها نسبیت عام که کامل‌ترین نظریه براى توضیح گرانش است، طراحى آزمایش EPR با همکارى پودولسکى و روزن که منشأیى مهم در تئورى‌هایى مثل کامپیوترهای کوانتومی و اطلاع‌رسانى کوانتومی و رمزگشایى است و جدیداً مورد توجه جامعه علمی قرار گرفته، کارهایى هستند که در مقابل این ۱۰6 جایزه نوبلى که داده شده‌اند، هر کدام به تنهایى ارزش یک جایزه نوبل فیزیک را دارند.
این در حالى است که اینشتین، سى سال آخر عمر خود را صرف ساختن تئورى‌اى بنیادی کرد و قصد داشت که در آن نظریه، بین نیروى گرانش و الکترو مغناطیس وحدت ایجاد کند. البته در آن زمان نیروهاى هسته‌اى قوى و ضعیف شناخته شده نبودند به همین دلیل عده‌اى، این فعالیت‌هاى اینشتین را بى‌ثمر توصیف کردهاند.
اما همین میل خواستن «توضیح جهان توسط یک نظریه واحد» که در حال حاضر تعداد زیادى از بزرگ‌ترین نوابغ جهان در نظریه‌هاى ریسمان و ابر ریسمان به دنبال آن هستند، بسیار مدیون کارها و ایده‌های اینشتین است. آلبرت اینشتین در سال ۱۹۲۱ به خاطر «خدماتش به فیزیک نظرى» جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد.
***
پس از این که اینشتین در نسبیت خاص، مفاهیم علمی درباره فضا و زمان را باز تعریف کرد، لازم بود که این نظریه به دستگاه‌هاى شتاب دار تعمیم یابد. ده سال کار مداوم اینشتین باعث بنیان نهادن نظریه نوین براى گرانش یعنى نسبیت عام شد.
نظریه کلاسیک گرانش (نیوتنى) در نوع خود بسیار بى‌نظیر و موفقیت‌آمیز بود. کشف سیاره اورانوس از روى اختلال مدارى کیوان و کشف نپتون از روى اختلال مدارى اورانوس ابرشاهکارهاى مکانیک نیوتنى هستند.
اما توضیح اختلالى بسیار کوچک در مدار تیر که قابل توضیح توسط نظریه گرانش نیوتنى نبود، توسط اینشتین در همان اوان تدوین نسبیت عام یعنی «چرخش حضیض بیضی مدار تیر به اندازه تنها ۴۳ ثانیه قوسى در قرن» باعث مقبولیت نسبیت عام شد.
ضمن این‌که یکى از پیشگویى‌هاى نسبیت عام در سال ۱۹۱۶ این بود که مسیر نور در هنگام گذر از کنار اجسام سنگین منحرف می‌‌شود. اثرى که توسط سر آرتور ادینگتون در ۱۹۱۹ در رصد خورشیدگرفتگى در نیم‌کره جنوبی مشاهده شد و به اعتبار نسبیت عام افزود.
اما پس از این نسبیت عام وارد یک دوران رکود نسبى شد. ریاضیات غامض و پیچیده که حتى براى خیلى از فیزیکدانان نیز به سادگى قابل فهم نبود از یک سو و نبود تکنولوژى لازم براى انجام آزمایش اثرات نسبیت عام در نزدیکى زمین، به دلیل کوچک بودن اجرامی‌‌مثل زمین یا ماه این اثرات حتى در حد چند ده سانتى متر هستند، باعث شده بود که هم از لحاظ نظرى و هم تجربى پیشرفت چندانى در نسبیت عام به وجود نیاید.
اما در دهه ۱۹۶۰ وقایعى اتفاق افتاد که میتوان از آن به عنوان «نوزایش نسبیت عام» یاد کرد.
از یک سو مقاله راجر پن‌روز «رهیافت اسپینورى به نسبیت عام» باعث شده بود که حل بعضى از مسأله‌هاى نسبیت عام آسان‌تر شود که این امر توجه فیزیکدانان نظرى را به نسبیت عام جلب کرد و از طرف دیگر پیشرفت‌هاى تکنولوژى و آغاز عصر فضا، تاسیس ناسا و رقابت فضایی آمریکا و شوروی باعث سرازیر شدن بودجه هنگفت پژوهشی به تحقیقات فضایی شد.
فیزیکدانان تجربى شروع به انجام آزمایش‌های بسیار دقیق در زمینه نسبیت عام کردند. این عوامل باعث نوزایش نسبیت عام شد.
خود اینشتین در بدو تاسیس نسبیت عام سه آزمایش را براى تایید نظریه پیشنهاد داد. اولین آن انتقال به سرخ گرانشى بود و بعد انحراف مسیر نور از خط مستقیم و سومی پیشروى حضیض سیاره تیر.
این سه موضوع و آزمایش‌هاى پیشرفته دیگر با دقتی بسیار بالاتر مثل آزمونى که از چشم اینشتین دور مانده بود، اما قادر بود خیلى خوب نسبیت عام را تایید یا رد کند، یعنى تاخیر زمانى نور از آزمایش‌های مهم آن زمان هستند.
البته آزمایش تاخیر زمانى نور نیاز به تکنولوژى بسیار بالا دارد که بتواند اختلاف زمانى در حدود نانوثانیه را آشکار کند. این امر باعث شد انجام این آزمایش دشوار شود. تفاوت در شتاب اجسام سنگین و سبک، از دیگر آزمایش‌هاى نسبیت عام است که نسبیت عام از آن سربلند بیرون آمد.
در حیطه نظرى نیز نسبیت عام در برج عاج نبود،بلکه نظریه‌هاى رقیبى براى آن ارائه شد که بسیارى از نتایج آزمایش‌هاى انجام شده تا آن روز را تایید می‌‌کردند و نیاز به آزمایش‌هاى بسیار دقیق‌ترى بود که بین آنها و نسبیت عام فرق بگذارد.
یکى از مهم‌ترین این نظریه‌ها، نظریه برنز _ دیکى بود که حدود یک دهه رقیب جدی نسبیت عام بود. ثابت گرانش و آشکارسازى غیرمستقیم امواج گرانشى در تپ‌اخترهای دوتایى از دیگر موضوعات مهم در اواخر قرن بیستم‌اند که نسبیت عام را تایید کردند.
تا به امروز، نسبیت عام اینشتین یکی از معتبرترین نظریه‌های علمی است که دوران فراز و فرود زیادی را پشت سرگذاشته و از آزمایش‌های بسیاری سربلند بیرون آمده‌است. این نظریه را میتوان در کنار «مکانیک کوانتومی» و «ژنتیک مولکولی» بزرگ‌ترین دستاوردهای خرد بشری و لب‌لباب عقلانیت مدرن هستند.
نظریه نسبیت عام در حال حاضر با دو چالش اساسی «ماده تاریک» و «انرژی تاریک» مواجه است. نوعی جرم که قابل ردیابی نیست، اما باید وجود داشته باشد تا سرعت فعلی ستاره‌ها به دور کهکشان‌ها را توجیه کند و 20 درصد دنیا باید از آن ساخته شده باشد، ماده تاریک نام دارد و نوعی انرژی که قابل ردیابی نیست، اما باید وجود داشته باشد تا سرعت فعلی انبساط عالم را توجیه کند و بیش از 75 درصد دنیا باید از آن ساخته شده باشد، انرژی تاریک نام دارد. در آینده در مورد این دو چالش اساسی نسبیت عام بیشتر خواهیم نوشت.
پی‌نوشت:
* کتاب «آیا اینشتین درست میگفت؟» روایتى رمان گونه از وقایعی است که از سپتامبر ۱۹۵۹ با «نوزایش نسبیت عام» آغاز شد و تاکنون ادامه دارد. کلیفورد ام ویل، نویسنده کتاب، خودش از فیزیکدانانی است که در زمینه گرانش تحقیق می‌کند. ترجمه فارسى آن توسط دکتر احمد شریعتى انجام شده است.
وى یکى از نخستین فارغ‌التحصیلان دوره دکتراى فیزیک در ایران از دانشگاه صنعتى شریف است که حوزه پژوهشى وى «فیزیک ریاضى» است. وى هم اکنون استاد دانشگاه الزهرا است. عنوان این مقاله کوتاه هم از نام این کتاب گرفته شده است.
