مشهورترین پارادوکس‌های تاریخ – قسمت چهارم

1
833

پارادوكس‌هاي نسبيت – قسمت دوم:

سال‌ها زمان لازم بود تا نوع نگرش اينشتين به وسيله‌ي جوامع علمي به رسميت شناخته شود. ولي اينشتين منتظر نماند. او مي‌خواست نظريه‌ي جديد نسبيت خود را كه نسبيت عام نام گرفت، به گرانش نيز تعميم دهد. اينشتين مي‌دانست كه اين كار چقدر مي‌تواند مشكل باشد. واضح بود كه نظريه‌ي او از طرف موفق‌ترين نظريه‌ي زمان خود تهديد مي‌شد. ماكس‌ پلانك، بنيانگذار نظريه‌ي كوانتوم، به او اينگونه هشدار داده بود:

««  به عنوان يك دوست قديمي بايد به تو هشدار دهم كه اولاً موفق نخواهي شد و حتي اگر موفق هم شوي، هيچ كس تو را باور نمي‌كند.»»

اينشتين دريافت كه نظريه‌ي جديد نسبيت او، در نظريه‌ي گرانش نيوتن اختلال ايجاد مي‌كند. بر طبق نظريه‌ي نيوتون، گرانش به طور آني در سراسر جهان منتقل مي‌شود. اين مسئله منجر به برانگيختن سوالي مي‌شد كه حتي كودكان نيز گاهي مي‌پرسند:

«« اگر خورشيد ناپديد شود، چه اتفاقي ‌مي‌افتد؟»»

ein12 (1)

از نظر نيوتن، كل كيهان به طور آني و هم‌زمان از ناپديد شدن خورشيد آگاه مي‌شوند. ولي بر اساس نسبيت خاص، اين غير ممكن است، چرا كه سرعت انتشار تأثير ناپديد شدن يك ستاره،‌ به سرعت نور محدود مي‌شود. بر اساس نسبيت، ناپديد شدن ناگهاني يك ستاره،‌ به سرعت نور محدود مي‌شود. بر اساس نسبيت، ناپديد شدن ناگهاني خورشيد، بايد يك موج ناگهاني كروي از نوع گرانش ايجاد كند كه با سرعت نور منتشر مي‌شود. بيرون از دايره رو به گسترش اين موج، ناظران خواهند گفت كه خورشيد هنوز در حال درخشش است، زيرا كه موج گرانشي هنوز زمان كافي براي رسيدن به آنها را نيافته است. ولي درون موج، يك ناظر خواهد گفت كه خورشيد ناپديد شده است. براي حل اين مشكل، اينشتين تصوير كاملاًً متفاوتي از فضا و زمان ارائه كرد.

نيوتن فضا و زمان را به عنوان عرصه‌اي وسيع در نظر گرفت كه درون آن رخدادها بر اساس قوانين حركت او به وقوع مي‌پيوستند. اين عرصه، علي‌رغم اينكه مملو از ناشناخته‌ها و رموز بود، ولي ضرورتاً  لَخت و بي‌حركت بود. شاهدي بي‌اراده كه تنها ناظر رقص طبيعت است. ولي اينشتين اين ايده را متحول كرد. از نظر اينشتين، خود صحنه بخشي مهم از زندگي به شمار مي‌رفت. در جهان اينشتين فضا و زمان پويا بوده و به فرم‌هاي عجيبي خم شده و انحناء مي‌يافت.

از نظر ناظري نسبيتي، واضح است كه اصلاً نيرويي وجود ندارد. كششي‌ هم وجود ندارد. تنها انحناي ايجاد شده در بافت فضازمان است كه باعث حركت جسم در مسيري منحني مي‌شود.

بنابراين اينشتين به اين باور رسيد كه گرانش بيشتر شبيه يك ساختار است تا يك نيروي غير قابل رؤيت كه به طور آني بر سراسر جهان اثر مي‌گذارد. اگر كسي به سرعت اين ساختار را تكان دهد، امواجي شكل مي‌گيرند كه با سرعت محدودي پيش مي‌روند. و اين توضيحي براي پارادوكس ناپديد شدن خورشيد بود. با وارد شدن گرانش به مسئله انحناي فضا-زمان، اينشتين قادر شد كه گرانش را با نسبيت آشتي دهد.

1916_genrel

مورچه‌اي را تصور كنيد كه از روي كاغذي ناصاف و پرچين و چروك عبور مي‌كند. چون سطح كاغذ ناهموار است، مورچه، مثل ملوانان مست به چپ و راست تلوتلو مي‌خورد. مورچه ادعا مي‌كند كه من مست نيستم، بلكه نيرويي مرموز مرا به زحمت مي‌اندازد و به چپ و راست تكان مي‌دهد. از نظر مورچه، فضاي تهي پر است از نيروهاي مرموز كه او را از قدم برداشتن در مسير مستقيم باز مي‌دارند. با نگريستن به مورچه از فاصله‌ي نزديك مي‌بينيم كه اصلاً نيرويي وجود ندارد كه او را بكشاند، بلكه تا شدگي‌هاي كاغذ مچاله‌شده، او را مي‌راند. نيروهايي كه بر مورچه عمل مي‌كنند، توهمي هستند كه در اصل ناشي از انحناي خود فضا هستند. نيروي به ظاهر كششي، در حقيقت رانشي است كه با قدم گذاشتن روي تاشدگي كاغذ ايجاد مي‌شود. به بيان ديگر، اين گرانش نيست كه مورچه را به سمت خود مي‌كشد، بلكه اين فضاست كه او را مي‌راند.

در سال 1915، اينشتين بالاخره توانست آنچه را نظريه‌ي نسبيت عام مي‌ناميد،‌كامل كند. اين نظريه‌، تاكنون ساختار اساسي تمام علم كيهان‌شناسي بوده است. در اين تصوير جديد شگفت‌آور، گرانش ديگر نيروي مستقلي نيست كه جهان را پر كرده باشد،‌ بكله اثر ظاهري انحناي ساختار فضا-زمان است. نظريه‌ي او چنان قدرتمند بود كه او توانست آن را در يك معادله به طول 2 سانتي‌متر خلاصه كند. در اين نظريه‌‌ي جديد، مقدار انحناي فضا-زمان از طريق مقدار جرم و انرژي موجود در آن، مشخص مي‌شود. به پرتاب سنگي در استخر بيانديشيد. مجموعه‌اي از اعوجاجات از اين برخورد ايجاد مي‌شود. هرچه سنگ بزرگ‌تر باشد،‌ اعوجاجات سطح استخر بيشتر خواهد شد. به طور مشابه،‌ هرچه ستاره بزرگ‌تر باشد،‌ انحناي فضا-زمان اطراف ستاره بيشتر خواهد بود.

ادامه دارد …

منبع: كتاب جهان‌هاي موازي، نوشته‌ي ميچيو كاكو

لینک قسمت اول

لینک قسمت دوم

لینک قسمت سوم

 

 



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.

یک دیدگاه