دنیای اینشتین – بخش سوم

بیگ بنگ: اما اگر معادلات نسبیت کامل هستند و در سرعتهای کم نیز کارایی دارد، پس باید برای حرکت توپ درون واگن نیز صدق کنند و باید اختلاف زمانی کوچکی را در معادلات ببینیم، در حالیکه زمانها کاملا مساوی بدست آمدند! چگونه چنین چیزی ممکن است؟ لطفا قبل از ادامه مطلب فکر کنید.

Albert-Einstein-10پاسخ در نکته ظریفی است که در معادلات نیوتنی مسیر توپ مستتر می باشد. ما از ابتدا زمان را مطلق فرض کرده ایم و برخی معادلات استفاده شده بر همین مبنا پایه گذاری شده اند! (آیا می توانید این معادلات را بیابید؟) در واقع ما از معادلاتی استفاده کردیم که خود نتیجه در نظر گرفتن زمان به صورت مطلق می باشد. سپس با همین معادلات ثابت کردیم که زمان مطلق است، به این می گویند چشم بندی. اینگونه استدلالهای دور باطل در زندگی روزمره نیز زیاد استفاده می شوند.

در هندسه اقلیدسی دوران دانش آموزی برای ما ثابت می کردند که از یک نقطه خارج از خط فقط و فقط یک خط به موازات آن رسم می شود. سالها گذشت تا از طریق مطالعه در فلسفه علم فهمیدم این یک استدلال دور باطل است. این موضوع فقط یک فرض یا اصل بدیهی در هندسه اقلیدسی است! با این فرض به نتایجی می رسیدیم و آنگاه با استناد به آن نتایج، فرض مربوطه را همچون یک قضیه ثابت می کردیم. حتما می دانید که در هندسه ریمانی از یک نقطه خارج از خط، هیچ خطی به موازات آن رسم نمی شود و در هندسه لوباچفسکی بی نهایت خط رسم می شود.

آیا در تکنولوژی که با سرعتهای کم سر و کار دارد، به نسبیت نیازی هست؟ از فکر شتابدهنده ها بیرون بیایید. امروزه با یک پرواز معمولی و ساعتهای اتمی می توان اختلاف زمانی پیش بینی شده در نسبیت را نشان داد. GPS بدون نسبیت، چند تا چندین متر دچار خطا می شود. آزمایشها و تجربیات فراوان این بحث را خاتمه داده است و بدون شک می توان گفت : زمان برای سیستمهای متحرک کندتر می گذرد. زمان نسبی است. خوب می دانم که تصورات ذهنی ما به خوبی نمی تواند با این موضوع کنار بیاید. گاهی باید ساده تصور کرد! همانطور که در فیزیک نیوتنی، سرعت نسبی است، در نظریه نسبیت نیز زمان نسبی است و برای ناظرهای مختلف مقادیر متفاوتی به دست می آید. کلام آخر اینکه : ساعتهای متحرک کندترند. اینشتین برای تخریب عادات و تصورات غلط از زمان، با یک جمله کوتاه گفت : زمان همان چیزی است که از روی ساعت خوانده می شود. زمان نوعی اندازه گیری است.

به نظرم دو موضوع باعث می شود افراد با زمان نسبی مشکل داشته باشند. یکی قدرت ذهن در تصور انتقال آنی اطلاعات به تمام نقاط جهان است. من دو ساعت را تنظیم می کنم و یکی را به سرعت به میلیونها سال نوری دورتر می فرستم. ذهن من هنوز هر دو ساعت را در یک زمان تصور می کند. در واقع هیچ اطلاعاتی نمی تواند سریعتر از نور جابجا شود. پس برای تصور نسبی بودن زمان، سرعت ذهن خود را تا حد نور پایین بیاورید. اما مشکل اصلی ما با زمان روانی است! تجربیات روزمره ما باعث عادت به این برداشت شده که زمان به طور یکنواخت در جریان است. گذشت سن و پیری ما در ارتباط تنگاتنگ با زمان است.

6مگر می شود برادر دو قلوی من به یک مسافرت پر سرعت فضایی برود و برگردد و از من جوان تر باشد؟ این موضوع تحت عنوان پارادوکس دوقلوها مطرح می شود و آزمایشی است که برای نمایش زمان نسبی انجام نشده است. آیا زمان نسبی شامل زمان بیولوژیکی نیز می شود؟ خیلی بعید است که به این زودیها بتوان چنین آزمایش مستقیمی را انجام داد، اما راه علم آزمایش مستقیم تمام نتایج یک نظریه نیست. کسی برای تعیین دمای خورشید با دما سنج راهی سفر نمی شود! بدن ما از اتمها تشکیل شده است و اختلاف زمانی ساعتهای اتمی متحرک و ساکن کاملا ثابت شده است. منطقا دلیلی برای عدم پذیرش موضوع دو قلوها نداریم.

بیایید یک داستان علمی – تخیلی از زمان نسبی بسازیم: سفینه ای را با یک فضانورد راستگو در نظر بگیرید. فرض کنید که تکنولوژی به مرحله ای رسیده که این سفینه قادر است با سرعت خیلی زیاد در فضا جولان دهد. در ضمن فضانورد در ارتباط صوتی و تصویری با ماست. هم ما می توانیم درون سفینه را ببینیم و هم فضانورد قادر است اتفاقات روی زمین را مشاهده کند. سفینه به پرواز در آمده و پس از مدتی با سرعت خیلی زیاد در فضای بی کران از زمین دور می شود. ما دستگاههای ارتباطی را روشن نموده و بر روی مونیتور خود، داخل سفینه را می بینیم.

7با فضانورد احوال پرسی می کنیم، اما در کمال تعجب لبهای او را می بینیم که به آرامی تکان می خورد. مثل این است که فیلمی را با دور کند پخش نمایند! در هر حال پس از مدتی طولانی او این جملات را ادا می کند: حال من خوب است. شما چرا اینقدر تند صحبت می کنید! دوباره تعجب می کنیم. اکنون فضانورد دستش را به همان کندی به سمت مونیتورش می برد تا آن را روشن کرده و تصویر ما را نیز داشته باشد. ما نیز خودمان را بر روی مونیتور فضانورد می بینیم ( به نظر تان ما در این مونیتور رفتارمان را چگونه می بینیم؟!). در این لحظه متوجه رشته ای از دندانهای سپید فضانورد می شویم. ظاهرا او می خندد و به همان کندی می گوید : چرا رفتار شما شبیه فیلمهای چارلی چاپلین شده است؟ به او می گوییم: چرا اینقدر کند حرف می زنی؟ به نظرت ما بیکاریم؟! و او تعجب کرده و می گوید : من خیلی عادی و مثل همیشه صحبت می کنم. اما شما چرا اینقدر تند حرف می زنید؟!

ناگهان چشممان به ساعت داخل سفینه می افتد. از مشاهده کندی حرکت ثانیه شمار متعجب می شویم. ساعت سفینه عقب مانده است! سفینه بر سرعت خود می افزاید و همانطور که به سرعت نور نزدیک می شود، بر حیرت ما نیز فزونی می بخشد. تشخیص حرکت ثانیه شمار داخل سفینه بسیار مشکل شده است. فضانورد همچون تندیسی بی حرکت با چهره ای حیرت زده به ما می نگرد. اما چرا فضانورد به حیرت افتاده است؟ او نیز در حال مشاهده عجیب ترین پدیده زندگی خویش است. به قدری حرکات ما برای او تند شده که او دیگر قادر به آنالیز آنها نیست! هنگامی که به نمایش ماهواره ای زمین متصل می شود، مشاهده می کند که خورشید به سرعت طلوع کرده و طولی نمی کشد که غروب می کند! به هر دوربینی بر روی زمین متصل می شود، مانند این است که فیلم آن را با سرعت سرسام آوری زیاد کرده اند. او حتی قادر است رشد گیاهان و درختان را ببیند! 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

image_pdfimage_print
(15 نفر , میانگین : 4٫87 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=23897
احمد مصدر

احمد مصدر

نویسنده این مطلب : احمد مصدر ، فوق ليسانس شيمي. علاقمند به علوم مختلف از جمله فيزيك و فلسفه علم می باشد و به عنوان نویسنده در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۳ پاسخ‌ها

  1. Nima گفت:

    فقط و فقط می خواستم یک دنیا ازتون تشکر کنم.
    نمیدونم تا چه حد از تاثیری که با مقالاتی مثل این روی جوانانی مثل من میگذارید مطلع هستید…
    اما مسلم بدونید که بدون اغراق خیلی چیز ها رو در زندگی من تغییر دادید.

    سالم و موفق باشید.

  2. Masdar Masdar گفت:

    ضمن سپاس از شما دوستان، امیدوارم همه ما سهم شایسته ای در نشر علم و دانش و تقویت فرهنگ علمی داشته باشیم.

  3. سعید گفت:

    مطالب علمی و تکان دهنده اند.ممنون از زحماتتون

پاسخ دهید

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