جمعه 30 شهریور 1403 - 23:06
نسبیت؛ نظریهای که علم فیزیک را دگرگون کرد
ایسنا/ عضو هیات علمی گروه فیزیک دانشگاه فردوسی مشهد ضمن تشریح چیستی نظریه نسبیت انیشتین، گفت: انیشتین متوجه شد قانون جاذبه نیوتن هم ایراد دارد. تصور نیوتن این بود که نیرویی که بین زمین و خورشید وجود دارد، به صورت آنی منتقل میشود، در حالیکه انیشتن اعلام کرده بود بالاترین سرعت در جهان، سرعت نور است و هیچ برهمکنشی نمیتواند به صورت آنی منتقل شود. بنابراین انیشتین قانون جاذبه نیوتن را نیز اصلاح کرد.
محمود روشن در خصوص چیستی نظریه نسبیت انیشتین اظهار کرد: نظریه نسبیت اوایل قران بیستم توسط انیشتین مطرح و با نسبیت خاص شروع شد. در اواخر قرن نوزدهم با کارهایی که جیمز کلرک ماکسول انجام داده بود، فیزیکدانان متوجه شدند که نور یک موج متشکل از میدانهای الکترومغناطیسی است و انتظار میرفت مانند هر موج دیگری در یک محیط خاص منتشر شود. یعنی همان طور که به عنوان مثال موج صوتی در محیط هوا منتشر میشود، تصور میکردند محیطی هم باید وجود داشته باشد که نور بتواند در آن منتشر گردد. در آن زمان اینکه موجی بتواند در خلاء منتشر شود، قابل تصور نبود.
وی ادامه داد: فیزیکدانان نام این محیط را اتر (aether) نهادند و تصور میکردند که اتر مادهای بیبو و بیرنگ و بدون هرگونه تاثیر بر محیط است. وجود اتر از جهت دیگری نیز ضروری بنظر میرسید. معادلات الکترومغناطیس بر خلاف مکانیک نیوتنی تحت تبدیل گالیله ناوردا نبودند و بنظر میرسید دستگاه اینرسی مرجحی به نام اتر وجود دارد.
عضو هیات علمی گروه فیزیک دانشگاه فردوسی مشهد اضافه کرد: فیزیکدانان چندین دهه دنبال محیط اتر گشتند و آزمایشاتی از جمله آزمایش بسیار دقیق مایکلسون-مورلی انجام شد، اما هرگز نتوانستند محیط اتر را آشکار کنند. آزمایش مایکلسون-مورلی رسما گواه براین بود که اتر وجود ندارد. نهایتا در سال ۱۹۰۵ در حالیکه فیزیکدانان بزرگی همچون پوانکاره و لورنتس پژوهشهای جدی در این خصوص انجام داده بودند، انیشتین صراحتا بیان کرد چنین محیطی وجود ندارد و نور در خلا منتشر میشود.
روشن افزود: انیشتین اصلی جدید تحت عنوان اصل موضوعه دوم نسبیت به فیزیک اضافه کرد. مطابق این اصل هر ناظری فارغ از اینکه به سمت نور حرکت کند یا از آن فاصله بگیرد، سرعت نور را ثابت و تقریبا برابر با ۳۰۰ کیلومتر بر ثانیه اندازه خواهد گرفت. علاوه براین هیچ ذره جرمداری نمیتواند سرعتی بیشتر یا برابر با سرعت نور داشته باشد. در واقع می توان گفت که معادلات ماکسول ایرادی نداشتند و این مکانیک نیوتنی بود که احتیاج به اصلاح در شرایط نسبیتی، یعنی سرعتهای بالا داشت. در نسبیت خاص، پیشبینیهایی از قبیل کند شدن زمان در سرعتهای بالا و انقباض طول ارائه شد که با دقت بسیار خوبی در آزمایشگاه تایید شدند. نسبیت خاص مقدمه ای شد به سوی نسبیت عام اینشتین.
وی عنوان کرد: انیشتین متوجه شد قانون جاذبه نیوتن هم ایراد دارد. تصور نیوتن این بود که نیرویی که بین زمین و خورشید وجود دارد، به صورت آنی منتقل میشود، در حالیکه انیشتن اعلام کرده بود بالاترین سرعت در جهان، سرعت نور است و هیچ برهمکنشی نمیتواند به صورت آنی منتقل شود. بنابراین انیشتین قانون جاذبه نیوتن را نیز اصلاح کرد.
این استاد دانشگاه با بیان اینکه اصلاح این قانون کار بسیار پیچیدهای بود و بیشتر از ۱۰ سال برای انیشتین طول کشید، اضافه کرد: انیشتین در نسبیت عام از اصل همارزی نیز بهره برد و نشان داد که گرانش لزوما آنگونه که نیوتن میپنداشت نیرو نیست و میتواند یک ویژگی هندسی فضا-زمان باشد. به بیان دقیقتر، حضور جرم یا انرژی باعث ایجاد انحنا در فضا-زمان اطراف خود میشود و همین انحنا موجب حرکت اجسام میگردد. در حال حاضر نظریه نسبیت عام انیشتین، موفق ترین نظریه گرانشی در علم فیزیک محسوب میشود.
روشن بیان کرد: نظریه نسبیت عام انیشتین پیشبینیهای مهمی انجام داده است. به عنوان نمونه می توان به وجود سیاهچالهها اشاره کرد. در سال ۲۰۱۹ برای اولین بار افق رویداد یک سیاهچاله توسط تلسکوپ EHT رصد شد. به عنوان مثالی دیگر، میتوان به امواج گرانشی اشاره کرد. در واقع انیشتین بیش از یک قرن پیش ادعا کرده بود یک سری امواج در طبیعت موجود اند به نام امواج گرانشی و هر کجا که توزیع نامتقارنی از اجرام سنگین شروع به حرکت میکنند (مثلا دو ستاره در حال چرخیدن به دور یکدیگر) اطراف آنها امواج گرانشی ایجاد میشود. بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین، سرعت انتشار این موج برابر با سرعت نور است.
وی ادامه داد: این امواج در سال ۲۰۱۶ رسما توسط آزمایشگاه LIGO آشکارسازی شدند. در سال ۲۰۱۷ با رصد موج گرانشی ناشی از برخورد دو ستاره نوترونی و همچنین رصد نور ناشی از برخورد این ستارهها، ثابت شد که پیشبینی نسبیت عام برای سرعت انتشار امواج گرانشی نیز صحیح است. البته برخی از پیشبینیهای نظریه نسبیت هنوز اثبات نشده است، مثلا این نظریه بیان میکند جهان مملو از ماده تاریک (مادهای که علیرغم دارا بودن جرم، بار الکتریکی ندارد) است، اما با وجود تلاشهای بسیار فیزیکدانان، هنوز این ماده کشف نشده است.
عضو هیات علمی گروه فیزیک دانشگاه فردوسی مشهد خاطرنشان کرد: هرچند اکنون نادرست بودن فیزیک نیوتن در شرایط نسبیتی اثبات شده است، اما برای کاربردهای روزمره از قوانین نیوتن استفاده میشود، زیرا روی سطح زمین، گرانش بسیار ضعیف است و در چنین وضعیتی، نظریه گرانشی نیوتن و نظریه نسبیت عام انیشتین تقریبا یکسان هستند. در حقیقت وقتی در نزدیکی اجسام سنگین مانند خورشید قرار میگیریم، آنگاه گرانش قویتر است و تصحیحات نسبیتی بر گرانش نیوتنی لازم است. اما در زندگی روزمره بر روی زمین (و نه در آزمایشگاههای فیزیک ذرات)، قوانین فیزیک نیوتن به قوت خود باقی است.
روشن اظهار کرد: یکی از معدود جاهایی که اثرات نسبیتی در زندگی روزمره وارد میشود، سیستم مکان یابی GPS است که امروزه به راحتی در دسترس عموم است. تصحیحات نسبیتی به خاطر سرعت ماهوارهها و همچنین اثر کند شدن ساعتها در نزدیک زمین، در این سیستم اعمال میشود. در غیر این صورت، سیستم GPS منجر به خطاهای قابل اندازهگیری در مکانیابی میگردد.
پربیننده ترین
-
عکس مسی درآمد؛ آخرین توپ طلا با آرایشگر ویژه!
-
10 جایزه 5 میلیون تومانی برای کاربران آخرین خبر (مهلت شرکت در مسابقه تا 9 آذر تمدید شد.)
-
10 جایزه 5 میلیون تومانی برای کاربران آخرین خبر (مهلت شرکت در مسابقه تا 9 آذر تمدید شد.)
-
آخرین وضعیت راهها در چهارمین روز از سال جدید؛ محور چالوس از شنبه دوباره بسته میشود
-
زنده؛ بیرانوند در یک قدمی استقلال
-
"دنا پلاس اتومات" بخریم یا "تارا اتومات؟"/ مقایسه اختصاصی "آخرینخودرو" از دو خودروی پرطرفدار
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (16)
-
5 نشانه ضعیف شدن ریه ها و بهترین روش تقویت آن چیست؟
-
لندکروزر یا ۲۰۶؟ / مقایسه جالب "آخرینخودرو" به بهانه سخنان جنجالی میرسلیم
-
سپ، برترین شرکت در خاورمیانه شد
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (28)
-
ویدیو تست و بررسی فیدلیتی پرایم جدید در آخرین خودرو
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (14)
-
لحظه به لحظه با جدال پرسپولیس مقابل النصر
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (22)
-
یحیی مچ ساپینتو را خواباند / برد ارزشمند پرسپولیس در صدمین شهرآورد
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (19)
-
چالش/بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (11)
آخرین اخبار
-
همتی عامل رشد بورس را معرفی کرد
-
اعلام زمان پاسخ ایران به ترور اسماعیل هنیه از سوی رئیس دفتر رهبری؛ به زودی
-
تختروانچی: رژیم صهیونیستی بازی خطرناکی را در لبنان انجام میدهد
-
به محض توقف ویدیو در یوتیوب، تبلیغات برای شما نمایش داده میشوند
-
گوشههایی از بازدید رهبر انقلاب از پشت صحنه فیلم سینمایی محمد رسولالله(ص)
-
اعتراض به گلی که رد شد
-
جشن تماشایی و باشکوه بازیکنان و هواداران ملوان پس از پیروزی
-
جشن بازیکنان و هواداران پرسپولیس پس از پیروزی
-
صحبت کوتاه رامین رضاییان پس از پایان مسابقه
-
سوژه داغ هفته؛ از نگرانی برای «پایتخت 7» تا عصبانیت بازیگر خونسرد!
-
صحبت کوتاه روزبه چشمی پس از پایان مسابقه
-
نویدکیا، سرمربی مس رفسنجان: معمولیترین بازی دوران مربیگری من بود
-
لحظه هولناک و شوکهکننده قتل مادر توسط دختر نوجوان ۱۴ ساله مقابل دوربین
-
توضیح ساکت الهامی درباره ماجرای کنار گذاشتن محمد عباسزاده از نساجی
-
الهامی، سرمربی نساجی: پنالتی زدن یامگا، برنامهریزیشده نبود
سایر اخبار مرتبط
نظرات
ثبت نظر
مهمترین اخبار
همتی عامل رشد بورس را معرفی کرد
جمعه 30 شهریور 1403 - 23:00:17
روزی که سن بازنشستگی 65 سال شد
جمعه 30 شهریور 1403 - 21:45:00
روایت غیردولتی از اقتصاد ایران
جمعه 30 شهریور 1403 - 22:20:00
واریزی فوق العاده به حساب این مستمری بگیران
جمعه 30 شهریور 1403 - 20:45:00
۳ هزار کیلومتر مسیر ریلی در دست ساخت است
جمعه 30 شهریور 1403 - 21:15:00