نسبیت خاص و زمان – قسمت دوم

Time (1)

فرمول ریاضی اینشتین توضیح می‌داد که هر مشاهده‌کننده‌ای هنگامی‌که یک ساعتِ در حال کارکردن را می‌نگرد، چگونه به درستی درمی‌یابد که زمان به کندی می‌گراید. این پدیده‌ای است که با عنوان «انبساط زمانی» شناخته شده است. (Time Dilation) و این مورد به قدری روشن و گویا، غلط به نظر می‌رسد که چهار سوال را بلافاصله به پرسش می‌گذارد:

۱) چرا ما هرگز این تأثیر خاص را درک نمی‌کنیم؟
گسترش انبساط زمان، به سرعت ساعت و یا جسم مورد پرسش در مقایسه با سرعت نور بستگی دارد. در مثال قسمت قبل، در مورد باب و آلیس انبساط زمانی قابل ملاحظه است، زیرا واگن قطار آلیس با سرعت هشتاد درصد سرعت نور در حال حرکت است که برابر با دویست و چهل‌ میلیون متر در ثانیه است. اما اگر قطار با سرعت منطقی‌تر، یعنی یکصد متر در ثانیه یا سیصد و شصت کیلومتر در ساعت حرکت می‌کرد، در این صورت دریافت باب از ساعت آلیس تقریباً همان دریافت آلیس می‌بود. با قرار دادن اعداد درست و مناسب در معادله‌ی اینشتین (شکل دوم قسمت قبل) تفاوت درک باب و آلیس از زمان مشخص می‌شود که تنها آن تفاوت برابر با بخشی از یک تریلیون است. به سخن دیگر، برای بشر غیر ممکن است که تأثیرات هر روزه‌ی انبساط زمانی را بررسی کند.

۲) آیا این اختلاف در زمان واقعی است؟
بلی، این اختلاف بسیار واقعی و درست است. وسایل محاسباتی بسیار پیچیده و با فناوری بسیار بالای بی‌شماری وجود دارد که می‌بایست انبساط زمانی را به حساب آورند تا به درستی کار کنند. تعیین موقعیت سیستم جهانی (GPS) که با استفاده از ماهواره‌ها برای تعیین دقیق موقعیت‌های وسایلی مانند سیستم‌های هدایت‌ در ماشین‌ها عمل می‌نمایند، فقط با در نظرگرفتن تأثیرات اصل نسبیت خاص به دقت کار می‌کنند. این تأثیرات قابل ملاحظه می‌باشند زیرا ماهواره‌های تعیین موقعیت جهانی (GPS) با سرعت‌های بسیار بالا در حال حرکت هستند و از سیستم‌های انطباق زمانی بسیار دقیق و روشن استفاده می‌کنند.

۳) آیا تئوری نسبیت خاص اینشتین تنها برای ساعت‌های دیواری که به ارتعاش‌های نوری وابسته‌اند، کاربرد دارد؟
نظریه‌ی نسبیت خاص اینشتین برای همه‌ی ساعت‌ها و درحقیقت در همه‌ی پدیده‌ها به کار می‌رود و این کاربرد به این دلیل است که نور در واقع، تأثیرات داخلی را تا به اندازه‌‌ی کنش و واکنش داخلی اتمی را هم تعیین می‌کند. بنابراین همه‌ی تأثیرات بسیار اندک و اتمی متقابلی که در قطار انجام می‌پذیرد،‌ از نقطه‌ نظر و درک باب کاهش می‌یابد. البته او نمی‌تواند این تأثیرات متقابل اتمی (بسیار ناچیز) فردی را مشاهده کند، اما او می‌تواند تأثیر ترکیب‌یافته‌ای این کاهش جزئی (انبساط زمانی) را مشاهده نماید. همانطوری‌که باب در حال دیدن ساعت آیینه‌ای آلیس است که زمان را کندتر مشخص می‌کند، آلیس را می‌بیند که هم‌چنان که قطارش می‌گذرد، کندتر و کندتر برایش دست تکان می‌دهد. آلیس چشمک می‌زند و کندتر هم فکر می‌کند و حتی ضربان قلبش هم کندتر می‌شود. همه چیز به همین شیوه‌ تحت تأثیر همان میزان از تأخیر زمانی قرار می‌گیرد.

۴) چرا آلیس نمی‌تواند از کندشدن ساعتش و حرکات خودش برای اثبات این‌که او دارد حرکت می‌کند، استفاده کند؟
همه‌ی تأثیرات ویژه‌ای که در بالا به شرح و توصیف آن پرداخته شد، از بیرون قطار در حال حرکت توسط باب مشاهده می‌شود تا آنجا که به آلیس مربوط است، هرچیزی در داخل قطار کاملاً طبیعی و عادی است. زیرا نه ساعت او و نه چیز دیگری در قطار نسبت به او در حال حرکت نیست.
صفر نسبت حرکت به معنی صفر زمان انبساط است. یعنی هیچ حرکت به معنی هیچ انبساط. یا در واقع حرکت هیچ به معنی انبساط هیچ. ما نباید شگفت‌زده باشیم که انبساط زمانی وجود ندارد، زیرا اگر آلیس تغییری را در محیط هر لحظه‌ی جدید اطرافش در نتیجه‌ی حرکت قطار مشاهده می‌نمود، این امر با اصل نسبیت گالیله ناسازگار می‌بود. اما اگر آلیس در حالی‌که قطارش از کنار باب می‌گذشت، به او نگاه می‌کرد، برایش معلوم می‌گشت که باب و محیط اطراف او تحت تأثیر انبساط زمانی قرار گرفته‌اند. زیرا باب نسبت به او در حال حرکت است.

ادامه دارد ….

لینک قسمت اول

منبع: کتاب انفجار بزرگ،‌ نوشته‌ی سایمون سینگ، ترجمه‌ی محمدعلی اسماعیل‌زاده

image_pdfimage_print
(18 نفر , میانگین : 3٫83 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=655
اسماعیل جوکار

اسماعیل جوکار

نویسنده این مطلب: اسماعیل جوکار، دانشجوی مقطع کارشناسی فیزیک، علاقمند به فیزیک، نجوم و کیهان شناسی می باشد و به عنوان نویسنده در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

یک پاسخ

  1. محمد علی اسماعیل زاده گفت:

    مقاله ای در دو قسمت در باره ی نظریه ی نسبیت عام و خاص اننیشتین از آقای اسماعیل جوکار با عنوان نسبیت خاص و زمان در صفحه ی بیگ بنگ چاپ شده بود که گویای علاقه ایشان به تحقیق و مطالعه در زمینه ی فیزیک ونجوم می باشد. دقت نظر و مطالعه ی تحقیقی ایشان در کار برد مستندات بکار گرفته شده در کتاب انفجار بزرگ مورد استفاده ی ایشان بعنوان مرجع ،به این مقاله ی مفید و با ارزش ،قوام بخشیده است .من که مترجم این کتاب هستم از دیدن اتفاقی این مقاله امیدوارتر شدم و خوشحال از اینکه در جامعه ما که با کمال تاسف مطالعه مخصوصا مطالعه موضوعات علمی و مفید،بسیار اندک است ،افراد علاقمندی هر چند اندک وجود دارند که با علاقمندی کتابهای باارزش را مورد مطالعه و تحقیق قرار می دهند. انصاف ایشان در رعایت حق مولف و مترجم کتاب انفجار بزرگ (نوشته ی سایمون سینگ ترجمه ی محمد علی اسماعیل زاده) نیز مورد قدر دانی بنده است . این کتاب
    که به نظر اساتید و اهالی علم ، باترجمه ای موفق و شیوا چاپ شده است کار ی است که در مدت دوسال در حد اکثر اوقات شبانه روز ،به انجام رسید و هفت الی هشت بار باز خوانی قرار شد. ابن کار در دو کتابخانه ی بین المللی آلماتی و آستانه (کشور قزاقستان )مورد استقبال و تشویق قرار گرفت و اهالی علم و معرفت در کشور در مقاله هایی در روزنامه هاو یا سایت هایی به معرفی آن پرداخته اند،یکی از عواملی که در موفقیت این ترجمه موثر بود ،عدم توجه و توقع بنده برای شهرت و یا کسب در آمد ی از این طریق بود .موفقییت معنوی این کتاب مرا تشویق نمود که خدمات دیگری را در همین زمینه فیزیک ونجوم و فضا دنبال کنم . کتابهای چگونه به فضا رویم و سرآغازی دیگر در جهان فیزیک و نجوم از خدمات دیگر است که تقدیم اهالی علم قرار گرفته است. محمد علی اسماعیل زاده

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *