گرانش، از نيوتن تا اينشتين – قسمت سوم

0
497

يك دوره‌ي هشت‌ ساله‌ي تحقيق نظري لازم بود تا اينشتين بتواند با استدلال رياضي و توضيح جزء به جزء،‌ تجربه‌ي ذهني‌اش را قوت و استحكام بخشد كه در طي اين دوره، او عقب‌ماندگي‌هايي را نيز تحمل نموده و مجبور مي‌شد تا شاهد مواقعي باشد كه به نظر مي‌رسيد محاسباتش از هم پاشيده مي‌گشت و او مجبور مي‌شد هر بار با دقت بيش‌تر محاسبات خود را از سر بگيرد. تلاش و كوشش هوشيارانه و فراوان، اينشتين را به شدت عصبي مي‌كرد. وضعيت روحي و فكري او در آن هنگام و اندازه‌ي يأس و نا اميدي‌اش،‌در اظهارنظرهاي كوتاهي كه در اين سال‌ها در نامه‌هايي كه به دوستانش مي‌نوشت، معلوم و آشكار است. زماني او، در نامه‌اي، به مارسل گروسمن (Marcel Grossman) چنين نوشت:

«« بايد به من كمك كني، در غير اين صورت ديوانه مي‌شوم.»»

او به دوست ديگري به نامه پل‌ ارنفست (Paul Ehrenfest) چنين گفت:

«« كاركردن درباره‌ي اصل نسبيت مانند تحمل باراني از آتش و شعله است.»»

در نامه‌اي ديگر او نگراني‌اش را چنين بازگو كرده بود كه فعاليتش در مورد نيروي جاذبه او را در معرض خطر ديوانگي و بستري شدن قرار داده است.

جرأت لازم خطركردن براي ورود به حيطه‌ي روشن‌فكري نامحدود، نمي‌تواند دست كم گرفته شود و بي‌ارزش به شمار آيد. در سال 1913، ماكس‌ پلانك، اينشتين را در مورد كار بر روي تئوري نسبيت عام هشدار داد و به او چنين نوشت:

«« به عنوان يك دوست قديمي، بايد تو را در اين مورد هشدار دهم. زيرا اولاً تو در اين كار موفق نخواهي شد و حتي اگر هم موفق شوي، كسي تو را باور نخواهد كرد.»»

einstein_newton_gravity_2

اينشتين با سخت‌كوشي و بردباري كارش را پيگيري كرد و حق را براي دسترسي به موفقيت محفوظ نگه داشت تا اين‌كه در سال 1915 تئوري نسبيت عام خود را به تكامل رسانيد. مانند نيوتون، اينشتين هم سرانجام يك فرمول رياضي ارائه داد كه با آن فرمول، نيروي جاذبه‌ در هر وضعيت قابل درك، مي‌توانست اندازه‌گيري شود. اما فرمول اينشتين بسيار بدشوار بود و بر پايه‌ي يك فرضيه‌ي كاملاً متفاوت ابداع شده بود، يعني بر وجود يك فضاي چهاربعدي انعطاف‌پذير.

نظريه‌ي نيروي جاذبه‌ي نيوتن، براي دو قرن قبل علم فيزيك كافي بود. بنابراين چرا دانشمندان علم فيزيك يك‌باره آن را رها كردند تا نظريه‌ي تازه‌ ابداع شده اينشتين را بپذيرند. نظريه‌ي نيوتن مي‌توانست با موفقيت، عمل و رفتار هر چيزي را از قبيل افتادن سيب تا شليك توپ تا ريزش باران پيش‌گويي نمايد. اما تئوري اينشتين چه هدفي را دنبال مي‌كرد؟

پاسخ به اين سوال در طبيعت پيشرفت علم نهاده شده است. سعي و كوشش دانشمندان، خلق نظريه‌هايي است كه بتواند پديده‌هاي طبيعي را در حد امكان هرچه‌ دقيق‌تر توضيح داده و پيش‌گويي نمايد. يك نظريه مي‌تواند به مدت چند سال و يا چند دهه‌ و يا قرن‌ها با موفقيت عمل نمايد، اما ممكن است كه دانشمندان به تدريج نظريه‌ي بهتري را تكامل بخشيده و يا آن را با شرايط محيطي سازگاري دهند. يعني آن نظريه‌ كه بتواند در شرايط و وضعيت‌هاي گسترده‌تر كاربرد داشته باشد و يا نظريه‌اي كه پديده‌هاي ناگفته و ناشناخته را پيش‌گويي نمايد. اين در حقيقت آن چيزي است كه در مورد منجمين نخستين و دريافت آن‌ها از وضعيت زمين در جهان، رخ داد.

اينشتين اطمينان داشت كه او براي تجهيزكردن علم فيزيك يا يك نظريه‌ي پيشرفته‌ مانند نظريه‌ي گرانش نيوتني، در حال فعاليت است. نظريه‌اي كه دقيق‌تر و نزديك‌تر به واقعيت بود. به ويژه‌، اينشتين ترديد داشت از اين‌كه تئوري نيوتن درباره‌ي نيروي جاذبه ممكن است در بعضي از شرايط كارآيي نداشته باشد و در عوض نظريه‌ي خودش در هر وضعيتي موفق باشد. طبق نظريه‌ي اينشتين، تئوري نيوتن در پيش‌گويي پديده‌ها و وضعيت‌هايي كه نيروي جاذبه شديد بود، نتايج غلط در بر داشت. اينشتين براي اثبات درستي نظريه‌اش، مجبور بود يك وضعيت نيروي جاذبه‌ي شديد را بيابد و هر دو نظريه‌ي خود و نيوتن را درباره‌ي نيروي جاذبه در آن بيازمايد. هر نظريه‌اي كه با دقت بيشتري‌ مي‌توانست به واقعيت برسد،‌ در اين مقايسه خود را به عنوان نظريه‌ي واقعي نيروي جاذبه نشان مي‌داد.

مشكل اينشتين اين بود كه در هر وضعيتي در زمين، ميزان نيروي جاذبه يكسان است و در اين شرايط هر دو نظريه‌ي او و نيوتن به طور يكسان موفق بودند. سرانجام وي به اين نتيجه رسيد كه مي‌بايست براي يافتن محيطي با نيروي جاذبه‌ي شديد كه ممكن است نظريه‌ي نيوتن را نقض كند، به بيرون از زمين يعني به فضا بنگرد. او به ويژه مي‌دانست كه خورشيد ميدان مغناطيسي نيرومندي دارد و اين‌كه سياره‌اي در نزديك‌ترين نقطه‌ به خورشيد باشد،  نيروي جاذبه‌ي بسيار بالايي را احساس مي‌كند. كه اين سياره عطارد است. اينشتين به دنبال اين بود كه آيا نيروي جاذبه‌ي خورشيد به اندازه‌اي قوي است تا سبب شود سياره‌ي عطارد خلاف تئوري نيروي جاذبه‌ي نيوتون عمل كند و در عوض كاملاً موافق نظريه‌ي خود او باشد؟!

در 18 نوامبر 1915، اينشتين در مقابل آزمايشي كه به دنبالش بود،‌قرار گرفت. يك نوعي رفتار ستاره‌اي كه منجمين را براي دهه‌ها شگفت‌زده كرده بود. صحنه‌‌ي اين بررسي بود كه توجه او را به خود جلب كرد.

ادامه دارد ….

منبع:  كتاب انفجار بزرگ نوشته‌ي سايمون سينگ

لینک قسمت اول
لینک قسمت دوم



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.