دنیای اینشتین – بخش سوم
بیگ بنگ: اما اگر معادلات نسبيت كامل هستند و در سرعتهاي كم نيز كارايي دارد، پس بايد براي حركت توپ درون واگن نيز صدق كنند و بايد اختلاف زماني كوچكي را در معادلات ببينيم، در حاليكه زمانها كاملا مساوي بدست آمدند! چگونه چنين چيزي ممكن است؟ لطفا قبل از ادامه مطلب فكر كنيد.
پاسخ در نكته ظريفي است كه در معادلات نيوتني مسير توپ مستتر مي باشد. ما از ابتدا زمان را مطلق فرض كرده ايم و برخي معادلات استفاده شده بر همين مبنا پايه گذاري شده اند! (آيا مي توانيد اين معادلات را بيابيد؟) در واقع ما از معادلاتي استفاده كرديم كه خود نتيجه در نظر گرفتن زمان به صورت مطلق مي باشد. سپس با همين معادلات ثابت كرديم كه زمان مطلق است، به اين مي گويند چشم بندي. اينگونه استدلالهاي دور باطل در زندگي روزمره نيز زياد استفاده مي شوند.
در هندسه اقليدسي دوران دانش آموزي براي ما ثابت مي كردند كه از يك نقطه خارج از خط فقط و فقط يك خط به موازات آن رسم مي شود. سالها گذشت تا از طريق مطالعه در فلسفه علم فهميدم اين يك استدلال دور باطل است. اين موضوع فقط يك فرض يا اصل بديهي در هندسه اقليدسي است! با اين فرض به نتايجي مي رسيديم و آنگاه با استناد به آن نتايج، فرض مربوطه را همچون يك قضيه ثابت مي كرديم. حتما مي دانيد كه در هندسه ريماني از يك نقطه خارج از خط، هيچ خطي به موازات آن رسم نمي شود و در هندسه لوباچفسكي بي نهايت خط رسم مي شود.
آيا در تكنولوژي كه با سرعتهاي كم سر و كار دارد، به نسبيت نيازي هست؟ از فكر شتابدهنده ها بيرون بياييد. امروزه با يك پرواز معمولي و ساعتهاي اتمي مي توان اختلاف زماني پيش بيني شده در نسبيت را نشان داد. GPS بدون نسبيت، چند تا چندين متر دچار خطا مي شود. آزمايشها و تجربيات فراوان اين بحث را خاتمه داده است و بدون شك مي توان گفت : زمان براي سيستمهاي متحرك كندتر مي گذرد. زمان نسبي است. خوب مي دانم كه تصورات ذهني ما به خوبي نمي تواند با اين موضوع كنار بيايد. گاهي بايد ساده تصور كرد! همانطور كه در فيزيك نيوتني، سرعت نسبي است، در نظريه نسبيت نيز زمان نسبي است و براي ناظرهاي مختلف مقادير متفاوتي به دست مي آيد. كلام آخر اينكه : ساعتهاي متحرك كندترند. اينشتين براي تخريب عادات و تصورات غلط از زمان، با يك جمله كوتاه گفت : زمان همان چيزي است كه از روي ساعت خوانده مي شود. زمان نوعي اندازه گيري است.
به نظرم دو موضوع باعث مي شود افراد با زمان نسبي مشكل داشته باشند. يكي قدرت ذهن در تصور انتقال آني اطلاعات به تمام نقاط جهان است. من دو ساعت را تنظيم مي كنم و يكي را به سرعت به ميليونها سال نوري دورتر مي فرستم. ذهن من هنوز هر دو ساعت را در يك زمان تصور مي كند. در واقع هيچ اطلاعاتي نمي تواند سريعتر از نور جابجا شود. پس براي تصور نسبي بودن زمان، سرعت ذهن خود را تا حد نور پايين بياوريد. اما مشكل اصلي ما با زمان رواني است! تجربيات روزمره ما باعث عادت به اين برداشت شده كه زمان به طور يكنواخت در جريان است. گذشت سن و پيري ما در ارتباط تنگاتنگ با زمان است.
مگر مي شود برادر دو قلوي من به يك مسافرت پر سرعت فضايي برود و برگردد و از من جوان تر باشد؟ اين موضوع تحت عنوان پارادوكس دوقلوها مطرح مي شود و آزمايشي است كه براي نمايش زمان نسبي انجام نشده است. آيا زمان نسبي شامل زمان بيولوژيكي نيز مي شود؟ خيلي بعيد است كه به اين زوديها بتوان چنين آزمايش مستقيمي را انجام داد، اما راه علم آزمايش مستقيم تمام نتايج يك نظريه نيست. كسي براي تعيين دماي خورشيد با دما سنج راهي سفر نمي شود! بدن ما از اتمها تشكيل شده است و اختلاف زماني ساعتهاي اتمي متحرك و ساكن كاملا ثابت شده است. منطقا دليلي براي عدم پذيرش موضوع دو قلوها نداريم.
بياييد يك داستان علمي – تخيلي از زمان نسبي بسازيم: سفينه اي را با يك فضانورد راستگو در نظر بگيريد. فرض كنيد كه تكنولوژي به مرحله اي رسيده كه اين سفينه قادر است با سرعت خيلي زياد در فضا جولان دهد. در ضمن فضانورد در ارتباط صوتي و تصويري با ماست. هم ما مي توانيم درون سفينه را ببينيم و هم فضانورد قادر است اتفاقات روي زمين را مشاهده كند. سفينه به پرواز در آمده و پس از مدتي با سرعت خيلي زياد در فضاي بي كران از زمين دور مي شود. ما دستگاههاي ارتباطي را روشن نموده و بر روي مونيتور خود، داخل سفينه را مي بينيم.
با فضانورد احوال پرسي مي كنيم، اما در كمال تعجب لبهاي او را مي بينيم كه به آرامي تكان مي خورد. مثل اين است كه فيلمي را با دور كند پخش نمايند! در هر حال پس از مدتي طولاني او اين جملات را ادا مي كند: حال من خوب است. شما چرا اينقدر تند صحبت مي كنيد! دوباره تعجب مي كنيم. اكنون فضانورد دستش را به همان كندي به سمت مونيتورش مي برد تا آن را روشن كرده و تصوير ما را نيز داشته باشد. ما نيز خودمان را بر روي مونيتور فضانورد مي بينيم ( به نظر تان ما در اين مونيتور رفتارمان را چگونه مي بينيم؟!). در اين لحظه متوجه رشته اي از دندانهاي سپيد فضانورد مي شويم. ظاهرا او مي خندد و به همان كندي مي گويد : چرا رفتار شما شبيه فيلمهاي چارلي چاپلين شده است؟ به او مي گوييم: چرا اينقدر كند حرف مي زني؟ به نظرت ما بيكاريم؟! و او تعجب كرده و مي گويد : من خيلي عادي و مثل هميشه صحبت مي كنم. اما شما چرا اينقدر تند حرف مي زنيد؟!
ناگهان چشممان به ساعت داخل سفينه مي افتد. از مشاهده كندي حركت ثانيه شمار متعجب مي شويم. ساعت سفينه عقب مانده است! سفينه بر سرعت خود مي افزايد و همانطور كه به سرعت نور نزديك مي شود، بر حيرت ما نيز فزوني مي بخشد. تشخيص حركت ثانيه شمار داخل سفينه بسيار مشكل شده است. فضانورد همچون تنديسي بي حركت با چهره اي حيرت زده به ما مي نگرد. اما چرا فضانورد به حيرت افتاده است؟ او نيز در حال مشاهده عجيب ترين پديده زندگي خويش است. به قدري حركات ما براي او تند شده كه او ديگر قادر به آناليز آنها نيست! هنگامي كه به نمايش ماهواره اي زمين متصل مي شود، مشاهده مي كند كه خورشيد به سرعت طلوع كرده و طولي نمي كشد كه غروب مي كند! به هر دوربيني بر روي زمين متصل مي شود، مانند اين است كه فيلم آن را با سرعت سرسام آوري زياد كرده اند. او حتي قادر است رشد گياهان و درختان را ببيند! و …
ادامه دارد »»»
نویسنده : احمد مصدر / سایت علمی بیگ بنگ
منابع :
• نظریه نسبیت اینشتین، ماکس بورن – ترجمه هوشنگ گرمان
• نسبیت و مفهوم نسبیت، آلبرت اینشتین – ترجمه محمد رضا خواجه پور
• آشنایی با نسبیت خاص، رابرت رزنیک، ترجمه جعفر گودرزی
• نسبیت برای همگان ، مارتین گاردنر، ترجمه محمود مصاحب
سلام احمد آقا
اول اینکه من ۱۴ سالمه و علم زیادی هنوز ندارم ولی با این حال می خوام با توجه به چیز های که در پایین میگم به سوال من جواب بدید
ما حرکت رو جابجایی میدونیم به وجود آورنده پدیدها در نسبیت خاص افزایش حرکت که بستگی به شتاب و دریافت انرژی داره موجب کند تر شدن زمان که اون رو تغیرات در انرژی که حاصل از حرکت است میدانیم پس یک جای کار ایرادی داره شما میگید که اگر با ارتباط تصویری با شخص داخله سفینه که سرعت بالا و نزدیک به سرعت نور دارد شاهد کندی حرکتات فضانورد و ساعت داخل سفینه خواهیم بود یعنی زمانش کند تر شده که همان حرکت است یعنی به گفته شما زمان همان حرکت است پس ایراد کار این است که حرف شما حرکت رو نقض خواهد کرد چرا که اگر زمان همان حرکت است پس با افزایش سرعت زمان که همان حرکت است کند تر میشود یعنی چسم به جای دریافت انرژی که باعث ایجاد شتاب و تغیرات در سرعت، انرژی از دست میدهد یعنی سرعت جسم کاهش میابد چرا که زمان همان حرکت است کند تر شده
پس سفینه ای که ما داریم کند تر از اجسامی که انرژی جنبشی کمتر یا سرعت کمتری دارند حرکت خواهد کرد میدانیم که هر جرمی به دلیل داشتن جرم و انرژی باعث خمیدگی فضا-زمان میشود. حرکت جرم باعث افزایش انرژی جسم میشود و آن را به صورت سریع دور تر شدن آن جسم از ما می بینیم خمیدگی حاصل از حرکت و جرم جسم مخصوص فضای اطراف خود جسم است و با افزایش فاصله از جسم این خمیدگی کمتر میشود که به مفهوم شتاب گرانشی معنی میدهد و یا به گرانش
خب پس در فضای اطراف جسم ما که سرعت بالای دارد زمان کند تر میشود یعنی t∆ به صرف نزدیک تر میشود اما هیچ وقت همچین حالتی رخ نخواهد داد پس اگر زمان کند تر می شود که حرکت جسم هم تابع زمان هست حرکت خود سفینه هم کند تر خواهد شد یعنی شتاب منفی شده پس اجسامی که سرعت کمتر یا فضا زمانی که خمیدگی کمتری دارند
با سرعت بیشتری از سفینه ما عبور خواهند کرد یعنی نقض نسبیت خاص یا شاید حرف شما اما در نظریه من حرکت تغیرات در مکان نیست وجود دارد اما تغیرات در مکان نیست من زمان را از حرکت جدا کرده و مفهوم بزرگ تر و گسترده تری را جای گزین کرده ام این مفهوم نامش حالت تعادل است جرم و انرژی در جهان ما در دو بعد وجودیت مکانی و وجودیت زمانی یک حالت تعادلی در این دو را به وجود می آورد که به حرکت و نیرو معنی میدهد و این حالت تعادل باعث میشود که حرکت تغیرات در مکان نباشد این فقط فاصله ما است که نسبت بقیه اجرام تغیر می کند
خلاصه اگر زمان حرکت باشد حرکت بی معنی میشود پس می توان حرکت را از زمان جدا کرد پس پیر شدن ما چه چیز خواهد بود؟ شاهد مفهومش در لختی باشد
خلاصه سوال های من این است :
آیا زمان حرکت است؟
درود بر حفظ آموزان علم نه بر دانش آموزان علم و آنان که تفکر می کنند
با سلام علی جان در اول برای من بسیار جالب بود که فردی در سن شما تا این حد در مورد نظریات انیشتین و اتفاقاتی که اطراف ما در حال رخ دادن است آگاهی دارد و امیدوارم با ادامه ی این راه به موفقیت های چشم گیری برسی.
در مورد سوال شما “آیا زمان حرکت است؟” باید بگویم خیر چیزی که شما از رابطه ی بین زمان و حرکت گفتید نسبی است.
به عنوان مثال زمانی که فردی داخل سفینه ای با نصف سرعت نور قرار دارد زمان برای او عادی است اما برای ما زمان تغییر می کند در عین حال او همان احساس را نسبت به ما دارد.
این چیزی بود که بنده از سوال شما دریافتم امیدوارم پاسخ صحیحی به پرسش شما داده باشم در ضمن به شما پیشنهاد می دهم فیلم در میان ستارگان را مشاهده کنید.
سلام آقا امیر اول اینکه سپاس گزار شما هستم
خب شاید چیزی که شما گفتید جواب سوال من نباشه البته حرف شما که گفتید :به عنوان مثال زمانی که فردی داخل سفینه ای با نصف سرعت نور قرار دارد زمان برای او عادی است اما برای ما زمان تغییر می کند در عین حال او همان احساس را نسبت به ما دارد. را کاملا قبول دارم که دلیل (تعادل وجودیتی) است یا به لحاضی زمانی این حرف درست است که حرکت تغیرات در مکان نباشد که به معنی حالت (تعادل وجودیتی) است ناظر داخل سفینه در فضای قرار دارد که به دلیل انرژی و جرم خمیده شده است (البته در فرضیه من فضا-زمان از سوی وجودیت، وجودیت گرفته است که به مفهوم تعادل است که حرکت را که تغیرات در مکان نیست رو پدید می آورد) این خمیدگی تغیراتی در گذر زمان که ما اون رو تغیرات می دونیم یعنی تغیرات در آنچه که در جسم تغیر میکند کنت تر شده است ناظر در فضا-زمانی قرار دارد که به دلیل خود جسم تغیراتی در آن به وجود آورده یعنی خلاصه
در هر سرعتی ناظر گذر زمانی یکسان احساس خواهد کرد
خب نویسنده مقاله بالا گفت که ناظر روی زمین جابجایی نسبی شخص داخل سفینه رو کند تر خواهد دید و برای شخص داخل سفینه برعکس آن اتفاق می افتد جابجایی نسبی ناظر زمینی رو بسیار سریع میبینه گفته چرا چون که زمان گذر زمان متفاوت وجود داره اگه توجه کرده باشید در اینجا کندی زمان باعث کند تر شدن حرکت ناظر داخل سفینه شده و شخصی که روی زمین قرار دارد حرکات سریع تری دارد بخاطر این که زمان برایش زود تر میگذرد خب تضادی وجود دارد تضاد این است که اگر (اگر کندی زمان باعث کندی حرکت ناظر با سرعت بسیار بالا شده پس باید حرکت خود سفینه هم کند بشه یعنی چی یعنی با افزاشی حرکت که زمان رو کند تر میکنه حرکت کند تر میشه و اینکه اگر سفینه ای با سفینه ما بخواهد مسابقه دهد کافیست که سرعت کمتری نسبیت به ما داشته باشد تا سریع تر ازما دور تر شود) حرفی که در بالا زدم بنظر چرند میاد البته زمانی که درستی حرفای نویسنده رو قبول کنیم، شاید من دارم اشتباه میگم ولی اگه من اشتباه میگم یکی ثابتش کنه همین. خب
خب در ادامه اگر معادله حرکت رو مد نظر قرار بدیم (x=f(t که میگه زمانی حرکت وجود داره که گذر زمان وجود داشته باشه و همنطوری هم گذر زمان باعث تغیرات در مکان جسم نسبیت به یک چارچوب باشد فرضکنیم که این معادله حرکت یک جسمه x=mt+h که t زمانه و m شیب نمودار است خب واضه است که اگر حرکت افزایش یابد یعنی تابع مکان-زمان یک منحنی باشد که به معنی حرکت با شتاب است که باعث کند تر شدن زمان میشود یعنی گذر زمان کند تر میشه و در مقابل گذر حرکت هم باید کند تر شود تا نسبت ها برابر باشد خب معلومه که اصلا همچین چیزی رخ نخواهد داد
خب در خلاصه نویسده مقاله بالا برای درستی حرف خود، تضاد مرا حل کند البته من جوابی برای این تضاد دارم و در گفته های بالا نیز به لحاضی آن را گفتم خب من منتظر نظر شما،امیر آقا و بقیه هستم
سپاس گزارم
سلام
کسی نبود نظری داشته باشه
من حرف خودمو با معادله اتساع زمان انیشتین اثابتشم کردم
مطالب علمی و تکان دهنده اند.ممنون از زحماتتون
ضمن سپاس از شما دوستان، اميدوارم همه ما سهم شايسته اي در نشر علم و دانش و تقويت فرهنگ علمي داشته باشيم.
فقط و فقط می خواستم يك دنيا ازتون تشكر كنم.
نميدونم تا چه حد از تاثيری كه با مقالاتی مثل اين روی جوانانی مثل من ميگذاريد مطلع هستيد…
اما مسلم بدونيد كه بدون اغراق خيلی چيز ها رو در زندگی من تغيير داديد.
سالم و موفق باشيد.