نسبيت و جهان بدون اتر – قسمت دوم

2
542

12

نسبيت از ديدگاه گاليله و اينشتين و جهان بدون اتر:
در اين‌جا يك چيز مي‌بايست به كنار رود، يا اين‌كه اصل نسبيت گاليله درست نبود و يا تجربه‌ي ذهني اينشتين نقض مي‌شد. سرانجام اينشتين دريافت كه تجربه‌ي ذهني‌اش خطا بود. زيرا آن تجربه بر اساس يك جهان پر از اتر بود. براي اينكه‌ اين تضاد را برطرف سازد، او چنين نتيجه گرفت كه نور در رابطه با اتر با سرعت ثابت حركت نمي‌كند و اين‌كه نور با اتر انتقال نمي‌يابد و نيز اين‌كه اصلاً اتر وجود ندارد.
بدون اطلاع اينشتين، اين مورد نيز قبلاً توسط مايكلسون و مورلي كشف گرديده بود.
ممكن است شما تجربه‌ي ذهني اينشتين را مبهم و مشكل‌ساز يابيد، به ويژه‌ اگر علم فيزيك را بر پايه‌ي تجربيات واقعي و يا استفاده از تجهيزات و سنجش‌هاي واقعي است، در نظر گيريد. در حقيقت تجارب ذهني در حاشيه‌ي علم فيزيك قرار دارند و كاملاً قابل اتكا نيستند. بدين‌ لحاظ تجربه‌ي مايكلسون و مورلي با اهميت بودند. با اين همه، تجربه‌ي ذهني اينشتين نشانه‌ي ذهن جوان و درخشان او بود. مهم‌تر اين‌كه اين استعداد به اثبات يك جهان بدون اتر انجاميد و نيز اثبات اين‌كه جهان بدون اتر در رابطه با سرعت نور چيست.
نظريه‌ي مربوط به اتر در زمان خودش، نظريه‌اي آسان و روشن بود. زيرا براي دانشمندان هنگام صحبت درباره‌ي سرعت نور، زمينه‌ي لازم و كافي را درباره‌ي اين سوال كه آن‌ها چه منظور و مفهومي را در نظر داشتند، فراهم مي‌آورد. هركسي اين حقيقت را مي‌پذيرفت كه نور با سرعت 300 هزار كيلومتر در ثانيه حركت مي‌كند و اين‌كه سرعت سيصدهزار كيلومتر در ثانيه در رابطه و نسبت به وسيله‌اي است كه نور در آن و يا به وسيله‌ي آن حركت مي‌كند كه اين واسطه با عنوان اتر در نظر گرفته شده بود.
در جهان داراي اتر، هر چيزي معني و مفهوم پيدا مي‌كرد. اما مايكلسون و مورلي و اينشتين ثابت كردند كه اتر وجود ندارد. بنابراين اگر نور به واسطه‌‌اي براي حركت نياز مي‌داشت، بحث و صحبت دانشمندان درباره‌ي سرعت نور چه مفهومي دربرداشت؟ سرعت نور سيصدهزار كيلومتر در ثانيه است، اما در رابطه و نسبت به چه چيزي؟
اينشتين، چند سال بعد، مكرراً درباره‌ي اين سوال مي‌انديشيد تا اين‌كه وي به راه‌حلي براي اين مسئله دست يافت. اما اين راه‌حل تا حد زيادي به الهام‌گرائي وابسته بود. نخست، چنين به نظر مي‌رسيد كه آن‌ راه‌حل بدون معني و چيزي پوچ و بيهوده باشد، اما پس از آن، ثابت شد كه آن روش درست بود. طبق نظريه‌ي اينشتين، نور با سرعت ثابت سيصدهزار كيلومتر در ثانيه در رابطه با مشاهده‌كننده‌ حركت مي‌نمايد. به بيان ديگر، مهم نيست كه وضعيت‌هاي ما به عنوان مشاهده‌كننده چه باشد و يا اينكه‌ نور چگونه انتشار مي‌يابد، هر كدام از ما سرعت نور را همان سرعت ثابت به دست مي‌آوريم. و اين مورد چيزي غير منطقي به نظر مي‌رسيد. زير بر خلاف تجربه‌ي ما در رابطه با سرعت‌هاي اجسام در زندگي روزمره است.
اكنون تصور نماييد كه يك دانش‌آموز با تير و كمان خود با سرعت چهل متر در ثانيه به‌ طرف شما دانه‌هايي مثلاً نخود پرتاب مي‌كند. شما هم در جايي در مقابل ديواري تكيه داده‌ايد. او به پرتاب‌ دانه‌ها به سمت شما ادامه مي‌دهد و هر دانه با سرعت چهل متر در ثانيه از كمان رها مي‌شود. اين دانه از فضاي حائل با سرعت مشخص خود مي‌گذرد و هنگامي كه به پيشاني شما برخورد مي‌كند، احساس مي‌شود كه گويي با سرعت چهل متر بر ثانيه حركت مي‌نمايد.
حال اگر دانش‌آموز سوار بر دوچرخه‌اش شده و با سرعت ده‌ متر بر ثانيه به سمت شما حركت كند و دوباره به طرفتان دانه پرتاب كند، در اين حال دانه نخود با سرعت چهل متر بر ثانيه پرتاب مي‌شود اما در حقيقت اين دانه با سرعت پنجاه متر در ثانيه به شما برخورد مي‌كند. سرعت اضافي به اين دليل است كه دانه از يك دوچرخه‌ي در حال حركت پرتاب مي‌شود. و همچنين اگر شما هم با سرعتي مشخص به سمت دانش‌آموز حركت كنيد، وضعيت بدتر نيز خواهد شد.
به طور خلاصه شما به عنوان مشاهده‌كننده، سرعت متفاوتي از حركت دانه را درمي‌يابيد كه البته اين دريافت به عوامل متفاوت و وضعيت‌هاي گوناگون كه در روند اين تجربه مؤثر هستند، بستگي دارد.
اما اينشتين بر اين باور بود كه عمل نور متفاوت است. هنگامي كه دانش‌آموز سوار بر دوچرخه‌اش نيست، نور لامپ دوچرخه با همان سرعت نور به سمت شما تابيده مي‌شود. اگر سوار دوچرخه شود و به سمت شما حركت كند باز نور لامپ دوچرخه با همان سرعت ثابت نور به شما تابيده خواهد شد.
اين‌گونه اينشتين ثابت نمود كه نور نسبت به مشاهده‌كننده، يك سرعت ثابت را دارا است. هر كسي در هر وضعيتي كه باشد،‌ سرعت نور را همان سرعت مشخص اندازه‌گيري مي‌كند.
ثابت بودن سرعت نور براي مشاهده‌گر، تنها راه براي مفهوم‌بخشيدن به تجربه‌ي ذهني‌اش مربوط به آيينه‌ است. اگر اينشتين در تجربه‌ي ذهني خودش،‌ يك مشاهده‌كننده مي‌بود، نمي‌خواست با سرعت نور حركت كند. او در اين حال مي‌ديد كه نور با سرعت نور صورتش را ترك مي‌گويد و با همان سرعت نور منعكس مي‌گردد. اگر قرار بود كه او در جلوي آينه‌ي حمام خانه‌اش بايستد، دقيقاً چنين نتيجه‌اي به دست مي‌آمد. بنابراين اينشتين نمي‌توانست بگويد كه آيا با سرعت نور حركت مي‌كند و يا در حمامش ساكن ايستاده است. اين دقيقاً همان‌چيزي بود كه اصل نسبيت گاليله ايجاب مي‌كرد، يعني شما چه حركت كنيد يا نكنيد، تجربه‌ و درك واحدي را از آن وضعيت داريد.

لینک قسمت اول



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

2 دیدگاه‌ها

  1. ثابت بودن سرعت نور برای مشاهده‌گر، تنها راه برای مفهوم‌بخشیدن به تجربه‌ی ذهنی‌اش مربوط به آیینه‌ است. اگر اینشتین در تجربه‌ی ذهنی خودش،‌ یک مشاهده‌کننده می‌بود، نمی‌خواست با سرعت نور حرکت کند. او در این حال می‌دید که نور با سرعت نور صورتش را ترک می‌گوید و با همان سرعت نور منعکس می‌گردد. اگر قرار بود که او در جلوی آینه‌ی حمام خانه‌اش بایستد، دقیقاً چنین نتیجه‌ای به دست می‌آمد. بنابراین اینشتین نمی‌توانست بگوید که آیا با سرعت نور حرکت می‌کند و یا در حمامش ساکن ایستاده است. این دقیقاً همان‌چیزی بود که اصل نسبیت گالیله ایجاب می‌کرد، یعنی شما چه حرکت کنید یا نکنید، تجربه‌ و درک واحدی را از آن وضعیت دارید.

    میشه یکی این قسمت رو توضیح بده این قسمت یکم نا مفهومه

    • یعنی اینکه سرعت نور ربطی به سرعت جسمی که نور ازش ساطع میشه نداره مثلا اگر ماشینی با سرعت 100 کیلومتر در ثانیه به شما نزدیک بشه و چراغشو روشن کنه نور بازم با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه به شما میرسه نه 300100 کیلومتر بر ثانیه حالا اگه سرعت ماشین برابر سرعت نور باشه شما اصلا نور چراغشو نخواهید دید